發(fā)布時(shí)間：2021-11-09 03:42

　　使用傳統(tǒng)方法優(yōu)化控制參數(shù)時(shí),能夠?qū)崿F(xiàn)較好的控制效果,但是優(yōu)化時(shí)間長,不適用于對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化�；诖�,研究大型艦船發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制參數(shù)優(yōu)化方法。建立艦船發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制模型,分析模型得到影響控制效果的參數(shù)。為減小控制誤差,設(shè)計(jì)引入跟蹤誤差的控制律。使用BFO-PSO算法完成參數(shù)優(yōu)化處理。設(shè)計(jì)基于遺傳算法優(yōu)化方法的對(duì)比實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,應(yīng)用研究的方法后控制效果更佳,并且節(jié)省了約64.6%的控制響應(yīng)時(shí)間。 

【文章來源】：艦船科學(xué)技術(shù). 2020,42(20)北大核心

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

對(duì)比組發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)Fig.3Torquerippleofgeneratorincomparisongroup

浜頭?電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)作為本次實(shí)驗(yàn)的對(duì)比指標(biāo)。通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)指標(biāo)，比較經(jīng)過不同方法優(yōu)化后的控制效果，得出本次實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。2.2測試結(jié)果圖3和圖4為參數(shù)優(yōu)化后，艦船發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)圖像。可知，艦船發(fā)電機(jī)在相同環(huán)境下運(yùn)行，實(shí)驗(yàn)組發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較為平穩(wěn)，而對(duì)比組發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)波動(dòng)較大。表明實(shí)驗(yàn)組發(fā)電機(jī)的相電流能夠迅速升高，保證發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)電磁與和負(fù)載轉(zhuǎn)矩處于相同的變化狀態(tài)，實(shí)際控制效果更佳。圖3對(duì)比組發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)Fig.3Torquerippleofgeneratorincomparisongroup圖4實(shí)驗(yàn)組發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)Fig.4Torquerippleofgeneratorinexperimentalgroup本次實(shí)驗(yàn)階躍響應(yīng)時(shí)間測試結(jié)果如表2所示�？芍褂脤�(duì)比組方法優(yōu)化后，階躍響應(yīng)時(shí)間均短于使用實(shí)驗(yàn)組方法優(yōu)化后的控制器響應(yīng)時(shí)間。不同的狀態(tài)下，對(duì)比組控制器的響應(yīng)時(shí)間差距較大，而實(shí)驗(yàn)組控制器的響應(yīng)時(shí)間差距較小，說明實(shí)驗(yàn)組控制器的穩(wěn)定性更佳。處理表格中的數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)組平均響應(yīng)時(shí)間減少了約64.6%，即使用本文研究方法優(yōu)化后控制器的穩(wěn)定性提高。綜上所述，本文研究的轉(zhuǎn)速控制參數(shù)優(yōu)化方法節(jié)省了控制響應(yīng)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了更好的轉(zhuǎn)速控制效果。表2響應(yīng)時(shí)間對(duì)比結(jié)果Tab.2Responsetimecomparisonresults/s序號(hào)遺傳算法優(yōu)化方法本文優(yōu)化方法11.510.9122.620.8532.971.0141.830.4252.360.3961.950.5772.821.2381.610.443結(jié)語發(fā)電機(jī)的控制效果影響大型艦船航行的能源使用效率，針對(duì)傳統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化方法存在的問題，本文研究了大型艦船發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制參數(shù)優(yōu)化方法，并通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了該方法的有效性。在未來的研究中，不能局限于線性和非線性控制下的參數(shù)優(yōu)化，需要針對(duì)其他控制目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化

轉(zhuǎn)速控制參數(shù)優(yōu)化方法。1大型艦船發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制參數(shù)優(yōu)化方法研究1.1建立發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制數(shù)學(xué)模型艦船發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制核心是調(diào)速器，由于PID控制策略已相當(dāng)成熟，發(fā)電機(jī)調(diào)速器采用PID規(guī)律。并聯(lián)組合PID控制器是發(fā)電機(jī)常用的控制結(jié)構(gòu)，為建立發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制數(shù)學(xué)模型，結(jié)合理想PID控制器原理，得到如圖1所示框圖。KpKiKdbpfcycfgY圖中，為比例增益常數(shù)；為積分增益常數(shù)；為微分增益常數(shù)；為永態(tài)差值系數(shù)；為頻率給定；為開度給定；為艦船發(fā)電機(jī)機(jī)組頻率；為并圖1并聯(lián)PID轉(zhuǎn)速控制傳遞函數(shù)框圖Fig.1BlockdiagramofshuntPIDspeedcontroltransferfunction第42卷第10A期艦船科學(xué)技術(shù)Vol.42,No.10A2020年10月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYOct.,2020收稿日期:2020–08–02基金項(xiàng)目:江蘇省教育廳社政處課題資助項(xiàng)目(2012SJD880089)作者簡介:卓陳祥(1962)，男，本科，高級(jí)工程師/副教授，研究方向?yàn)闊o刷電機(jī)及其控制。


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