基于模糊控制算法電動(dòng)模擬舵機(jī)的設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-04-09 02:04
在保持和改變船舶航向的過程中船舶舵機(jī)發(fā)揮關(guān)鍵效力,其性能的優(yōu)劣對(duì)海上航行船舶的安全性和經(jīng)濟(jì)性起著至關(guān)重要的作用。在舵機(jī)系統(tǒng)研究方法中數(shù)字仿真實(shí)驗(yàn)和船舶模型實(shí)驗(yàn)均為常見方法之一,本文對(duì)該兩種方法進(jìn)行了衍化和結(jié)合,區(qū)別于船舶模型實(shí)驗(yàn)以液壓作為舵機(jī)的驅(qū)動(dòng)力,代替以電的方式對(duì)舵機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行驅(qū)動(dòng);區(qū)別于數(shù)字仿真實(shí)驗(yàn)在Matlab/Simulink中建立舵機(jī)模型,代替以設(shè)計(jì)的實(shí)物舵機(jī);形成了以半物理仿真的方式對(duì)舵機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行研究。本文在計(jì)算機(jī)的Matlab/Simulink中實(shí)現(xiàn)模糊參數(shù)自整定PID算法,處理器PLC負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采樣和輸出,Simulink和PLC間通過OPC技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的通信,以此對(duì)舵機(jī)開展測(cè)試。相比于傳統(tǒng)的PID算法,模糊參數(shù)自整定PID算法對(duì)非線性的舵機(jī)系統(tǒng)的控制效果有進(jìn)一步提升。在硬件電路方面,本文選取可編程邏輯控制器PLC(Programmable Logic Controller)作為模擬舵機(jī)控制的核心單元,通過對(duì)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的控制模擬舵機(jī)轉(zhuǎn)舵。經(jīng)PLC特殊功能擴(kuò)展模塊接口電路,使模擬舵機(jī)能夠接收開關(guān)量和模擬量操舵信號(hào),實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)和比例調(diào)速轉(zhuǎn)舵控制,同時(shí)能夠與外部操舵儀進(jìn)...
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:60 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
模擬舵機(jī)原理框圖
7器供電。按下急停按鈕可停止為系統(tǒng)供電。開關(guān)電源模塊如圖 2.3 所示。圖2.2 電源啟?刂齐娐穲D圖2.3 開關(guān)電源模塊2.3.2 PLC 擴(kuò)展模塊接口電路1) 模擬量處理模塊模擬舵機(jī)控制系統(tǒng)要能夠接收電壓模擬量操舵信號(hào),需要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),PLC方可讀入并處理;控制系統(tǒng)還要求輸出模擬電壓信號(hào),同樣需要D/A
按下急停按鈕可停止為系統(tǒng)供電。開關(guān)電源模塊如圖 2.3 所示。圖2.2 電源啟?刂齐娐穲D圖2.3 開關(guān)電源模塊2.3.2 PLC 擴(kuò)展模塊接口電路1) 模擬量處理模塊模擬舵機(jī)控制系統(tǒng)要能夠接收電壓模擬量操舵信號(hào),需要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),PLC方可讀入并處理;控制系統(tǒng)還要求輸出模擬電壓信號(hào),同樣需要D/A
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]兩相混合式步進(jìn)電機(jī)建模與仿真[J]. 余馳,李健仁,張剛峰. 兵工自動(dòng)化. 2016(02)
[2]步進(jìn)電機(jī)模糊PID閉環(huán)控制系統(tǒng)仿真研究[J]. 翟雁,郭陽寬,祝連慶,李偉仙,孟曉辰. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2015(11)
[3]復(fù)雜工業(yè)過程的先進(jìn)控制[J]. 劉德榮. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2014(09)
[4]基于OPC技術(shù)的MATLAB與ABB系列PLC通信設(shè)計(jì)[J]. 李志偉,黃雙成. 自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用. 2014(08)
[5]OPC技術(shù)下PLC與MATLAB相結(jié)合的實(shí)時(shí)模糊控制系統(tǒng)[J]. 王樹東,畢作文,王紅波,孟靜靜. 電氣自動(dòng)化. 2011(05)
[6]基于Matlab與PLC的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)[J]. 林寶全,陳沖. 南昌大學(xué)學(xué)報(bào)(工科版). 2011(03)
[7]步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)建模及運(yùn)行曲線仿真[J]. 周黎,楊世洪,高曉東. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2011(01)
[8]船舶運(yùn)動(dòng)航向模糊控制器設(shè)計(jì)與仿真[J]. 張松濤,白世貞. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2009(09)
[9]基于Simulink仿真的步進(jìn)電機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)分析[J]. 劉川,劉景林. 測(cè)控技術(shù). 2009(01)
[10]在線自整定PID控制的船舶自動(dòng)舵[J]. 于洋. 船電技術(shù). 2008(03)
博士論文
[1]新型PID模糊控制器的結(jié)構(gòu)分析及應(yīng)用研究[D]. 李慶春.中南大學(xué) 2010
[2]船舶運(yùn)動(dòng)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究[D]. 林葉錦.大連海事大學(xué) 2006
碩士論文
[1]模糊PID自動(dòng)舵的設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D]. 羅會(huì)軍.大連海事大學(xué) 2017
[2]基于SIEMENS S7-300 PLC的模糊控制算法開發(fā)[D]. 汶愛文.華北電力大學(xué) 2016
[3]“太平洋”輪舵機(jī)液壓系統(tǒng)建模與仿真[D]. 許建.大連海事大學(xué) 2013
[4]船舶舵機(jī)物理建模及控制仿真研究[D]. 王玉亮.大連海事大學(xué) 2012
[5]基于PLC及觸摸屏的液壓施工升降機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 黃雀群.西南交通大學(xué) 2009
[6]船舶航向模糊控制系統(tǒng)研究[D]. 劉文峰.哈爾濱工程大學(xué) 2008
[7]基于PC機(jī)的船舶舵機(jī)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真研究[D]. 霍學(xué)亮.大連海事大學(xué) 2007
[8]電動(dòng)比例舵機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析[D]. 魏欣.南京理工大學(xué) 2007
[9]船舶航向智能模糊控制系統(tǒng)及其仿真[D]. 何俊杰.大連理工大學(xué) 2000
本文編號(hào):3126696
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:60 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
模擬舵機(jī)原理框圖
7器供電。按下急停按鈕可停止為系統(tǒng)供電。開關(guān)電源模塊如圖 2.3 所示。圖2.2 電源啟?刂齐娐穲D圖2.3 開關(guān)電源模塊2.3.2 PLC 擴(kuò)展模塊接口電路1) 模擬量處理模塊模擬舵機(jī)控制系統(tǒng)要能夠接收電壓模擬量操舵信號(hào),需要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),PLC方可讀入并處理;控制系統(tǒng)還要求輸出模擬電壓信號(hào),同樣需要D/A
按下急停按鈕可停止為系統(tǒng)供電。開關(guān)電源模塊如圖 2.3 所示。圖2.2 電源啟?刂齐娐穲D圖2.3 開關(guān)電源模塊2.3.2 PLC 擴(kuò)展模塊接口電路1) 模擬量處理模塊模擬舵機(jī)控制系統(tǒng)要能夠接收電壓模擬量操舵信號(hào),需要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),PLC方可讀入并處理;控制系統(tǒng)還要求輸出模擬電壓信號(hào),同樣需要D/A
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]兩相混合式步進(jìn)電機(jī)建模與仿真[J]. 余馳,李健仁,張剛峰. 兵工自動(dòng)化. 2016(02)
[2]步進(jìn)電機(jī)模糊PID閉環(huán)控制系統(tǒng)仿真研究[J]. 翟雁,郭陽寬,祝連慶,李偉仙,孟曉辰. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2015(11)
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[5]OPC技術(shù)下PLC與MATLAB相結(jié)合的實(shí)時(shí)模糊控制系統(tǒng)[J]. 王樹東,畢作文,王紅波,孟靜靜. 電氣自動(dòng)化. 2011(05)
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[7]步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)建模及運(yùn)行曲線仿真[J]. 周黎,楊世洪,高曉東. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2011(01)
[8]船舶運(yùn)動(dòng)航向模糊控制器設(shè)計(jì)與仿真[J]. 張松濤,白世貞. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2009(09)
[9]基于Simulink仿真的步進(jìn)電機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)分析[J]. 劉川,劉景林. 測(cè)控技術(shù). 2009(01)
[10]在線自整定PID控制的船舶自動(dòng)舵[J]. 于洋. 船電技術(shù). 2008(03)
博士論文
[1]新型PID模糊控制器的結(jié)構(gòu)分析及應(yīng)用研究[D]. 李慶春.中南大學(xué) 2010
[2]船舶運(yùn)動(dòng)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究[D]. 林葉錦.大連海事大學(xué) 2006
碩士論文
[1]模糊PID自動(dòng)舵的設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D]. 羅會(huì)軍.大連海事大學(xué) 2017
[2]基于SIEMENS S7-300 PLC的模糊控制算法開發(fā)[D]. 汶愛文.華北電力大學(xué) 2016
[3]“太平洋”輪舵機(jī)液壓系統(tǒng)建模與仿真[D]. 許建.大連海事大學(xué) 2013
[4]船舶舵機(jī)物理建模及控制仿真研究[D]. 王玉亮.大連海事大學(xué) 2012
[5]基于PLC及觸摸屏的液壓施工升降機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 黃雀群.西南交通大學(xué) 2009
[6]船舶航向模糊控制系統(tǒng)研究[D]. 劉文峰.哈爾濱工程大學(xué) 2008
[7]基于PC機(jī)的船舶舵機(jī)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真研究[D]. 霍學(xué)亮.大連海事大學(xué) 2007
[8]電動(dòng)比例舵機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析[D]. 魏欣.南京理工大學(xué) 2007
[9]船舶航向智能模糊控制系統(tǒng)及其仿真[D]. 何俊杰.大連理工大學(xué) 2000
本文編號(hào):3126696
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