船用吊機(jī)是在海上進(jìn)行貨物吊裝補(bǔ)給的特種起重設(shè)備。在進(jìn)行海洋吊裝補(bǔ)給作業(yè)時,由于海風(fēng)、海浪的作用影響,船舶會產(chǎn)生多個自由度的姿態(tài)運(yùn)動,嚴(yán)重影響了正常的作業(yè)過程,對貨物及人員安全構(gòu)成極大威脅。因此,本文開展對主動式波浪補(bǔ)償?shù)鯔C(jī)控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究,對于提高波浪補(bǔ)償控制性能、促進(jìn)波浪補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。本文采用理論分析、計算機(jī)仿真及模擬實驗的方法對主動式波浪補(bǔ)償?shù)鯔C(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行研究,具體研究工作包括:首先,對主動式波浪補(bǔ)償?shù)鯔C(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析與設(shè)計,研究波浪補(bǔ)償?shù)睦碚摷夹g(shù),分析波浪對船用吊機(jī)的影響,設(shè)計系統(tǒng)的控制方案與實驗方案。其次,完成主動波浪補(bǔ)償?shù)鯔C(jī)的建模。對船舶吊機(jī)進(jìn)行姿態(tài)坐標(biāo)變換的運(yùn)動學(xué)建模,求解吊機(jī)在位置和速度補(bǔ)償模式的運(yùn)動補(bǔ)償量;建立整個系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,搭建系統(tǒng)控制框圖,為控制仿真提供理論基礎(chǔ)。然后,研究常規(guī)PID、前饋PID和單神經(jīng)元自適應(yīng)性PID控制理論,并改進(jìn)算法,形成了基于前饋的單神經(jīng)元自適應(yīng)性PID控制策略。在此基礎(chǔ)上,搭建系統(tǒng)的Simulink仿真模型,分析不同控制策略下系統(tǒng)的控制性能。最后,設(shè)計控制系統(tǒng)的軟硬件結(jié)構(gòu),完成船用吊機(jī)的波浪模擬實驗過程。仿真與實... 

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
    1.2 波浪補(bǔ)償方式分類
    1.3 波浪補(bǔ)償技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
        1.3.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 發(fā)展趨勢
    1.4 論文的主要研究工作
        1.4.1 主要研究內(nèi)容
        1.4.2 論文結(jié)構(gòu)與安排
第2章 主動式波浪補(bǔ)償?shù)鯔C(jī)控制系統(tǒng)分析與設(shè)計
    2.1 引言
    2.2 船用吊機(jī)的選型
    2.3 海洋波浪及其對船用吊機(jī)的影響分析
        2.3.1 海洋波浪分析
        2.3.2 波浪對船用吊機(jī)的影響分析
    2.4 主動式波浪補(bǔ)償?shù)鯔C(jī)控制系統(tǒng)原理分析
        2.4.1 位置補(bǔ)償原理分析
        2.4.2 速度補(bǔ)償原理分析
    2.5 主動式波浪補(bǔ)償?shù)鯔C(jī)控制系統(tǒng)方案設(shè)計
        2.5.1 主動式波浪補(bǔ)償?shù)鯔C(jī)系統(tǒng)構(gòu)成
        2.5.2 主動式波浪補(bǔ)償?shù)鯔C(jī)控制系統(tǒng)功能分析
        2.5.3 控制系統(tǒng)總體設(shè)計
    2.6 實驗平臺的設(shè)計
    2.7 本章小結(jié)
第3章 主動式波浪補(bǔ)償?shù)鯔C(jī)建模分析
    3.1 引言
    3.2 坐標(biāo)變換的運(yùn)動學(xué)建模
        3.2.1 坐標(biāo)系建立
        3.2.2 反解運(yùn)算
    3.3 主動式波浪補(bǔ)償?shù)鯔C(jī)系統(tǒng)建模
        3.3.1 伺服驅(qū)動系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型
        3.3.2 機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型
        3.3.3 波浪補(bǔ)償?shù)鯔C(jī)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型
    3.4 本章小結(jié)
第4章 主動式波浪補(bǔ)償?shù)鯔C(jī)控制策略研究與仿真
    4.1 引言
    4.2 PID控制
        4.2.1 PID控制規(guī)律
        4.2.2 PID控制器參數(shù)的作用
        4.2.3 PID參數(shù)的整定
    4.3 前饋PID控制
    4.4 改進(jìn)的單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制算法研究
        4.4.1 單神經(jīng)元自適應(yīng)性PID控制
        4.4.2 基于前饋的單神經(jīng)元自適應(yīng)性PID控制
    4.5 基于Matlab/Simulink的控制系統(tǒng)仿真
        4.5.1 控制系統(tǒng)仿真參數(shù)選取
        4.5.2 建立Simulink仿真模型
        4.5.3 控制系統(tǒng)仿真分析
    4.6 本章小結(jié)
第5章 波浪補(bǔ)償控制系統(tǒng)實驗研究
    5.1 引言
    5.2 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計
        5.2.1 硬件選型
        5.2.2 硬件電路設(shè)計
    5.3 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計
    5.4 波浪模擬實驗臺系統(tǒng)
    5.5 實驗過程及結(jié)果分析
        5.5.1 位置補(bǔ)償分析
        5.5.2 速度補(bǔ)償分析
    5.6 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
研究生期間所取得學(xué)術(shù)成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于DSP的高精度舵機(jī)伺服控制器設(shè)計[J]. 宋晗,和陽,朱紀(jì)洪.  微特電機(jī). 2018(04)
[2]海洋吊機(jī)主動波浪補(bǔ)償技術(shù)及國產(chǎn)化建議[J]. 周亞輝,徐小鵬,彭俊威,李唐都.  石油機(jī)械. 2016(10)
[3]波浪補(bǔ)償技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J]. 王哲駿,謝金輝,高劍,鄧智勇.  艦船科學(xué)技術(shù). 2014(11)
[4]基于S函數(shù)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器及Simulink仿真[J]. 楊藝,虎恩典.  電子設(shè)計工程. 2014(04)
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[7]一種新型主動式波浪補(bǔ)償系統(tǒng)的原理及數(shù)學(xué)建模[J]. 徐小軍,陳循,尚建忠.  國防科技大學(xué)學(xué)報. 2007(03)
[8]美國海軍海上補(bǔ)給裝備發(fā)展趨勢研究[J]. 王曉林.  物流技術(shù). 2007(06)
[9]隨機(jī)波浪作用下海洋平臺主動控制的時滯補(bǔ)償研究[J]. 嵇春艷,李華軍.  海洋工程. 2004(04)
[10]幾種船用起重機(jī)波浪補(bǔ)償裝置[J]. 邵曼華,寇雄,趙鵬程.  機(jī)械工程師. 2004(02)

博士論文
[1]艦船并靠波浪補(bǔ)償研究[D]. 施平安.華南理工大學(xué) 2013
[2]艦艇并靠導(dǎo)彈補(bǔ)給及波浪補(bǔ)償系統(tǒng)研究[D]. 陸衛(wèi)杰.南京理工大學(xué) 2006

碩士論文
[1]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的主動式波浪補(bǔ)償?shù)鯔C(jī)系統(tǒng)研究[D]. 繆鑫.江蘇科技大學(xué) 2017
[2]波浪補(bǔ)償平臺測控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李春林.江蘇科技大學(xué) 2017
[3]永磁同步電機(jī)參數(shù)辨識及無傳感器控制策略研究[D]. 李杰.江南大學(xué) 2017
[4]變增益的單神經(jīng)元PID控制在制漿造紙過程的研究[D]. 黃亞南.南京林業(yè)大學(xué) 2017
[5]船用起重機(jī)主動式波浪補(bǔ)償系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 寧獻(xiàn)良.哈爾濱工程大學(xué) 2017
[6]船舶吊裝補(bǔ)給主動式升沉補(bǔ)償系統(tǒng)控制策略研究[D]. 葉建.武漢理工大學(xué) 2013
[7]深海作業(yè)起重機(jī)主動式升沉補(bǔ)償控制系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D]. 吳隆明.華南理工大學(xué) 2012
[8]主動式波浪補(bǔ)償系統(tǒng)時滯行為控制技術(shù)研究[D]. 張興茂.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[9]船舶運(yùn)動的風(fēng)浪影響建模與仿真研究[D]. 孫凌麗.哈爾濱工程大學(xué) 2010
[10]主動式波浪補(bǔ)償控制系統(tǒng)設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 董睿.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009



本文編號：3716781