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

【摘要】：隨著船舶自動化技術不斷地發(fā)展,船舶中許多系統(tǒng)都安裝了大量閥門,其主要作用是調整船舶姿態(tài)、保證系統(tǒng)的正常運行。而閥門控制系統(tǒng)通常是保證閥門正常工作的關鍵。因此,船用閥門控制系統(tǒng)動態(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)為研究對象,把電液伺服控制技術應用在該系統(tǒng)中。針對伺服控制系統(tǒng)存在的問題,引入智能控制算法對其進行優(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)的結構與原理,運用傳遞函數法建立了伺服控制系統(tǒng)的數學模型。利用Matlab軟件得到了系統(tǒng)的開環(huán)伯德圖,對控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行了研究。研究結果表明控制系統(tǒng)是穩(wěn)定的。其次,應用AMESim軟件建立了閥門電液伺服控制系統(tǒng)的物理仿真模型。模擬了閥門的實際工作狀況,對伺服系統(tǒng)中存在的問題進行了分析。結合系統(tǒng)的實際應用環(huán)境,分別探討了不同的外負載、不同的放大器增益、不同的液壓缸泄漏系數與內徑以及不同的伺服閥阻尼比對伺服控制系統(tǒng)動態(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構及特點。針對控制系統(tǒng)中的問題,設計了模糊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,對兩種控制算法的控制效果進行了仿真對比研究。結果表明模糊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。通過AMESim/Simulink聯(lián)合仿真技術,進一步驗證了模糊PID控制算法在接近真實環(huán)境中的有效性。研究結果表明:與常規(guī)PID控制相比,模糊PID控制降低了控制系統(tǒng)的響應時間,減小了液壓缸活塞及閥門位移的動態(tài)誤差,增強了系統(tǒng)的抗干擾性。
【關鍵詞】：船用閥門 電液伺服系統(tǒng) 動態(tài)特性 聯(lián)合仿真
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U664.84;TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 課題來源及研究背景11-12
• 1.1.1 課題研究的背景11-12
• 1.1.2 課題來源12
• 1.2 本課題的國內外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 電液伺服控制技術的發(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 本文研究的主要內容17-19
• 第二章 電液位置伺服系統(tǒng)的數學建模與分析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)的結構21
• 2.3 電液伺服控制系統(tǒng)的數學建模21-27
• 2.3.1 功率放大器的傳遞函數21-22
• 2.3.2 伺服閥的傳遞函數22-23
• 2.3.3 液壓動力機構的傳遞函數23-27
• 2.3.4 位移傳感器的傳遞函數27
• 2.4 各環(huán)節(jié)傳遞函數的計算27-29
• 2.5 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析29-30
• 2.6 本章小結30-31
• 第三章 基于AMESim的控制系統(tǒng)動態(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 模型參數的設置及仿真33-36
• 3.5 系統(tǒng)動態(tài)特性影響因素的分析36-45
• 3.5.1 外負載的變化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39-41
• 3.5.4 液壓缸的缸體內徑41-43
• 3.5.5 伺服閥阻尼比43-45
• 3.6 本章小結45-46
• 第四章 模糊PID控制器的設計與仿真分析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 模糊控制器的結構49-51
• 4.4 模糊PID控制器的設計51-58
• 4.4.1 模糊PID控制器的結構與原理51-52
• 4.4.2 模糊控制器的設計52-58
• 4.5 控制系統(tǒng)的建模與仿真58-62
• 4.5.1 無干擾的控制系統(tǒng)模型58-59
• 4.5.2 仿真結果對比分析59-60
• 4.5.3 有干擾的控制系統(tǒng)模型60-61
• 4.5.4 仿真結果對比分析61-62
• 4.6 本章小結62-63
• 第五章 基于AMESim/Simulink的聯(lián)合仿真驗證63-72
• 5.1 引言63
• 5.2 聯(lián)合仿真原理及環(huán)境設置63-64
• 5.2.1 聯(lián)合仿真原理63-64
• 5.2.2 聯(lián)合仿真設置64
• 5.3 聯(lián)合仿真模型的建立64-68
• 5.4 聯(lián)合仿真結果對比分析68-71
• 5.5 本章小結71-72
• 第六章 總結與展望72-74
• 6.1 全文總結72-73
• 6.2 展望73-74
• 參考文獻74-77
• 致謝77-78
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文與參加的項目78

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