本文關(guān)鍵詞：船用閥門電液位置伺服控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著船舶自動(dòng)化技術(shù)不斷地發(fā)展,船舶中許多系統(tǒng)都安裝了大量閥門,其主要作用是調(diào)整船舶姿態(tài)、保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。而閥門控制系統(tǒng)通常是保證閥門正常工作的關(guān)鍵。因此,船用閥門控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的理論分析與優(yōu)化具有重要意義。本文以船舶壓載水系統(tǒng)中的閥門控制系統(tǒng)為研究對(duì)象,把電液伺服控制技術(shù)應(yīng)用在該系統(tǒng)中。針對(duì)伺服控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題,引入智能控制算法對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化,具體的研究工作如下:首先,分析了壓載水系統(tǒng)中閥門電液伺服控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理,運(yùn)用傳遞函數(shù)法建立了伺服控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。利用Matlab軟件得到了系統(tǒng)的開環(huán)伯德圖,對(duì)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明控制系統(tǒng)是穩(wěn)定的。其次,應(yīng)用AMESim軟件建立了閥門電液伺服控制系統(tǒng)的物理仿真模型。模擬了閥門的實(shí)際工作狀況,對(duì)伺服系統(tǒng)中存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析。結(jié)合系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境,分別探討了不同的外負(fù)載、不同的放大器增益、不同的液壓缸泄漏系數(shù)與內(nèi)徑以及不同的伺服閥阻尼比對(duì)伺服控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響。再次,分析了常規(guī)PID控制與模糊控制各自的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。針對(duì)控制系統(tǒng)中的問(wèn)題,設(shè)計(jì)了模糊PID控制器。在Matlab/Simulink中分別建立了模糊PID控制與常規(guī)PID控制的仿真模型,對(duì)兩種控制算法的控制效果進(jìn)行了仿真對(duì)比研究。結(jié)果表明模糊PID控制系統(tǒng)的控制效果優(yōu)于常規(guī)PID控制。最后,搭建了AMESim/Simulink聯(lián)合仿真平臺(tái)。通過(guò)AMESim/Simulink聯(lián)合仿真技術(shù),進(jìn)一步驗(yàn)證了模糊PID控制算法在接近真實(shí)環(huán)境中的有效性。研究結(jié)果表明:與常規(guī)PID控制相比,模糊PID控制降低了控制系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間,減小了液壓缸活塞及閥門位移的動(dòng)態(tài)誤差,增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾性。
【關(guān)鍵詞】：船用閥門 電液伺服系統(tǒng) 動(dòng)態(tài)特性 聯(lián)合仿真
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U664.84;TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 課題來(lái)源及研究背景11-12
• 1.1.1 課題研究的背景11-12
• 1.1.2 課題來(lái)源12
• 1.2 本課題的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 電液伺服控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 閥門控制系統(tǒng)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀14-17
• 1.3 存在問(wèn)題及分析17
• 1.4 本文研究的目的與意義17
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容17-19
• 第二章 電液位置伺服系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模與分析19-31
• 2.1 船舶壓載水系統(tǒng)的閥門控制系統(tǒng)分析19-21
• 2.2 電液伺服控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)21
• 2.3 電液伺服控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模21-27
• 2.3.1 功率放大器的傳遞函數(shù)21-22
• 2.3.2 伺服閥的傳遞函數(shù)22-23
• 2.3.3 液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)的傳遞函數(shù)23-27
• 2.3.4 位移傳感器的傳遞函數(shù)27
• 2.4 各環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的計(jì)算27-29
• 2.5 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析29-30
• 2.6 本章小結(jié)30-31
• 第三章 基于AMESim的控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的分析31-46
• 3.1 引言31
• 3.2 AMESim建模方法的研究31-32
• 3.3 控制系統(tǒng)仿真模型的建立32-33
• 3.4 模型參數(shù)的設(shè)置及仿真33-36
• 3.5 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性影響因素的分析36-45
• 3.5.1 外負(fù)載的變化36-38
• 3.5.2 功率放大器的增益38-39
• 3.5.3 液壓缸的泄漏系數(shù)39-41
• 3.5.4 液壓缸的缸體內(nèi)徑41-43
• 3.5.5 伺服閥阻尼比43-45
• 3.6 本章小結(jié)45-46
• 第四章 模糊PID控制器的設(shè)計(jì)與仿真分析46-63
• 4.1 引言46
• 4.2 常規(guī)PID控制算法46-48
• 4.2.1 PID控制的原理46-48
• 4.2.2 PID參數(shù)的整定方法48
• 4.3 模糊控制算法48-51
• 4.3.1 模糊控制原理48-49
• 4.3.2 模糊控制器的結(jié)構(gòu)49-51
• 4.4 模糊PID控制器的設(shè)計(jì)51-58
• 4.4.1 模糊PID控制器的結(jié)構(gòu)與原理51-52
• 4.4.2 模糊控制器的設(shè)計(jì)52-58
• 4.5 控制系統(tǒng)的建模與仿真58-62
• 4.5.1 無(wú)干擾的控制系統(tǒng)模型58-59
• 4.5.2 仿真結(jié)果對(duì)比分析59-60
• 4.5.3 有干擾的控制系統(tǒng)模型60-61
• 4.5.4 仿真結(jié)果對(duì)比分析61-62
• 4.6 本章小結(jié)62-63
• 第五章 基于AMESim/Simulink的聯(lián)合仿真驗(yàn)證63-72
• 5.1 引言63
• 5.2 聯(lián)合仿真原理及環(huán)境設(shè)置63-64
• 5.2.1 聯(lián)合仿真原理63-64
• 5.2.2 聯(lián)合仿真設(shè)置64
• 5.3 聯(lián)合仿真模型的建立64-68
• 5.4 聯(lián)合仿真結(jié)果對(duì)比分析68-71
• 5.5 本章小結(jié)71-72
• 第六章 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 全文總結(jié)72-73
• 6.2 展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-77
• 致謝77-78
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文與參加的項(xiàng)目78

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本文編號(hào)：255566