隨著人類對海洋探索的不斷加深,傳統(tǒng)的檢測海洋要素的方法和儀器已經(jīng)無法滿足現(xiàn)今對海洋觀測的要求。海流作為海洋的三大要素之一,包括水平流和垂直流,水平流和垂直流維間差異較大,如何在實驗環(huán)境下同時模擬這兩種海流成為眾多科研機構(gòu)的研究熱點。本論文以國家自然科學基金項目“可測上升流三維瞬時海流傳感器的研究”（No.41076061.）為背景,設(shè)計了一種在實驗環(huán)境下模擬海流的裝置。首先,本文介紹了研究海洋的重要意義,指出海洋中的水平流和上升流對人類生產(chǎn)生活的重要作用,而為了實現(xiàn)在實驗環(huán)境下模擬海水的水平流和上升流,本文基于速度分解原理設(shè)計了一種流體流速模擬平臺。本平臺采用單個電機作為驅(qū)動單元,避免了多個電機相互耦合的情況,且由于對上升流的模擬是探測器運動速度的一個分速度,這樣可以避免由于低速情況下電機爬行情況的發(fā)生;該平臺最大可以實現(xiàn)速度比值為1/500的上升流和水平流的模擬;然后,介紹了永磁同步直線電機的原理,分析了PID、模糊PID和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID三種控制算法的原理和優(yōu)缺點,從理論上為流體流速模擬平臺控制系統(tǒng)的建立提供了支撐;再者,設(shè)計了流體流速模擬平臺的控制系統(tǒng)。主要包括驅(qū)動電機的選型、工控... 

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 海洋科學研究的意義與發(fā)展趨勢
    1.2 海流測量方法及測量儀器的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 海流的測量方法
        1.2.2 海流測量儀器
    1.3 三維運動標定平臺
        1.3.1 國外的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.3.3 宏微結(jié)合大行程精密運動平臺
        1.3.4 直接驅(qū)動大行程精密運動平臺
    1.4 課題來源及本文研究內(nèi)容
        1.4.1 課題的來源
        1.4.2 本文的主要研究內(nèi)容
第二章 流體流速模擬平臺的總體設(shè)計
    2.1 流體流速模擬平臺方案設(shè)計
        2.1.1 流體流速模擬平臺原理
        2.1.2 流體流速模擬平臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計
    2.2 驅(qū)動方式的選擇
    2.3 主支撐板靜力學分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 永磁同步直線電機基本原理
    3.1 永磁同步直線電機的基本結(jié)構(gòu)
    3.2 永磁同步直線電機的矢量控制
        3.2.1 矢量控制的原理
        3.2.2 坐標變換
        3.2.3 矢量控制的方法
        3.2.4 SVPWM控制
    3.3 永磁同步直線電機的數(shù)學模型
    3.4 本章小結(jié)
第四章 流體流速模擬平臺的控制方法研究
    4.1 PID控制
        4.1.1 比例、積分和微分控制
        4.1.2 PID控制器基本原理
    4.2 模糊PID控制
        4.2.1 模糊控制理論
        4.2.2 模糊控制方法的基本結(jié)構(gòu)
        4.2.3 速度環(huán)模糊PID控制器設(shè)計
        4.2.4 模糊化運算和隸屬函數(shù)
        4.2.5 模糊控制規(guī)則的建立的模糊推理
        4.2.6 解模糊化運算
    4.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制
        4.3.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述
        4.3.2 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制算法
    4.4 本章小結(jié)
第五章 永磁同步直線電機的仿真
    5.1 直線電機仿真模型的建立
    5.2 基于PID的位置環(huán)的直線電機仿真控制系統(tǒng)建立
    5.3 基于模糊PID的位置環(huán)的直線電機仿真控制系統(tǒng)建立
    5.4 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID的位置環(huán)的直線電機仿真控制系統(tǒng)建立
    5.5 PID整定方法
    5.6 控制方法仿真結(jié)果分析及結(jié)論
    5.7 本章小結(jié)
第六章 永磁同步直線電機的實驗
    6.1 永磁同步直線電機控制系統(tǒng)設(shè)計
        6.1.1 控制程序流程設(shè)計
        6.1.2 數(shù)字濾波程序的設(shè)計
        6.1.3 上位機設(shè)計
    6.2 實驗平臺的搭建
    6.3 實驗和分析
        6.3.1 速度實驗及分析
        6.3.2 速度精度實驗與分析
        6.3.3 定位精度實驗與分析
    6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 工作展望
參考文獻
附錄1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID中 S函數(shù)代碼
攻讀碩士學位期間的學術(shù)活動及其成果情況


【參考文獻】：
期刊論文
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[4]聲傳播時間海流計的技術(shù)研究[D]. 翟錫亮.哈爾濱工程大學 2008
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本文編號：3665034