船舶變頻液壓舵機智能控制技術(shù)研究.pdf

1、基于變頻技術(shù)的船舶變頻液壓舵機是一種新型液壓調(diào)速系統(tǒng),它由變頻器、普通電機、定量泵、轉(zhuǎn)舵機構(gòu)等構(gòu)成,通過變頻器改變電機的供電頻率改變電機轉(zhuǎn)速,調(diào)節(jié)液壓回路流量,實現(xiàn)對轉(zhuǎn)舵機構(gòu)的控制。船舶變頻液壓舵機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,具有傳動效率高、節(jié)能、可靠性高等特點。但該系統(tǒng)是一種典型強負載干擾、參數(shù)時變及多耦合的非線性系統(tǒng),傳統(tǒng)基于線性理論的控制方法不能解決該系統(tǒng)低速穩(wěn)定性、換向平穩(wěn)性及響應(yīng)快速性等實用方面存在的問題,亟需研究和開發(fā)新的智能控制器,以滿

2、足船舶舵機系統(tǒng)的控制性能要求。
　　 本文結(jié)合船舶舵機執(zhí)行標準,進行了以下幾個方面研究工作。首先根據(jù)船舶變頻液壓舵機系統(tǒng)設(shè)計要求,通過機理法與實驗法相結(jié)合方式建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,并對系統(tǒng)進行穩(wěn)定性分析和頻域分析,為控制方案選擇提供理論依據(jù)。其次為提高船舶變頻液壓舵機系統(tǒng)魯棒性、響應(yīng)快速性,提出模糊自適應(yīng)PID和單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制方案。通過IVlATALB/SIMULINK軟件對提出的控制方案和常規(guī)PID控制分別進行系統(tǒng)仿真

3、對比,并對控制方案進行優(yōu)選。最后設(shè)計完成基于LabVIEW的測控系統(tǒng),實現(xiàn)船舶變頻液壓舵機系統(tǒng)實時控制和在線數(shù)據(jù)采集,通過試驗數(shù)據(jù)分析,對方案選優(yōu)進行驗證。
　　 本文分別采用模糊自適應(yīng)PID和單神經(jīng)元自適應(yīng)PID作為船舶變頻液壓舵機系統(tǒng)的控制器,通過測控系統(tǒng)實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制和數(shù)據(jù)采集。試驗表明兩種控制方案性能指標滿足船舶舵機執(zhí)行標準,為變頻液壓系統(tǒng)取代原有船舶舵機泵控系統(tǒng)的實用化進行了有益的探索。實現(xiàn)船舶變頻液壓舵機智能控制對