减摇鳍电液比例控制系统应用研究

《减摇鳍电液比例控制系统应用研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：UDC：密级：编号：工学硕士学位论文减摇鳍电液比例控制系统应用研究硕士研究生：指导教师：学位级别：学科、专业：所在单位：论文提交日期：论文答辩日期：学位授予单位：李红薇梁利华教授工学硕士控制理论与控制工程哈尔滨工程大学2008年2月2008年3月哈尔滨工程大学哈尔滨T程大学硕士学位论文摘要船舶在海上航行时，由于受到海浪、海风及海流等因素的影响，不可避免地会产生各种摇荡，其中以横摇最为显著，影响也最大。减摇鳍是目前使用最为广泛的减摇装置。减摇鳍的随动系统普遍采用电液伺服技术。近年来，电液比例技

2、术以其可靠、节能、抗污染能力强、维护方便且成本低廉等明显优势逐渐引起重视。船舶控制工程实验室在某型号收放式减摇鳍的随动系统中用电液比例阀取代传统的电液伺服阀，设计了减摇鳍电液比例控制系统，本课题对该系统进行了深入研究。论文首先分析了减摇鳍系统及减摇鳍电液比例控制系统的组成和工作原理；然后结合液压控制原理推导并建立了减摇鳍电液比例控制系统的数学模型，计算并代入系统参数后应用MATLAB软件对系统进行了稳定性分析及时域仿真分析，探讨了比例阀死区特性对系统性能的影响，对死区定值补偿后采用常规PID控制方法

3、对系统进行了校正；接下来针对比例阀死区范围时变和非对称的特点，在系统中应用了死区模糊动态补偿方法(即在对系统进行定值补偿和常规PID校正的基础上，利用模糊控制器产生动态补偿量叠加于控制信号)并对补偿效果进行了仿真研究；最后，设计了一款数字式PWM比例放大器，该放大器以单片机AT89S52为核心，由软件系统配合硬件电路产生控制比例阀所需的PWM信号，经功率放大后驱动比例阀电磁铁动作。通过仿真分析，系统具有一定的稳定性，死区模糊动态补偿方法较定值补偿PID控制方法更具适应性，很好地提高了系统性能。课题的

4、研究为开发出更好的减摇鳍电液比例控制系统奠定了基础；另外，论文中设计的数字式比例放大器较传统的模拟式比例放大器更具灵活性、可靠性，具有较高的工程应用价值。关键词：减摇鳍；电液比例控制；比例阀死区；动态补偿；比例放大器哈尔滨‘I：程人学硕十学位论文on．Finally．adigitalPWMproportionalamplifierwasdesigned．111isamplifierregardedtheSingleChipMicrocomputerAT89S52asthekemel，produced

5、thePWMsignalusedforcontrollingtheproportionalvalvebythesoftwaresystemcooperatingwithhardwarecircuit．ThePWMsignalwasamplifiedthendroveelectro-magnetoftheproportionalvalvetomove．Theresultofsimulationprovedthatthesystemhadcertainstability，thedeadzonefuzzy

6、dynamiccompensationmethodWasmoreadaptivethanthetraditionalPIDcontrolmethodwhichcooperatedwithconstantcompensation，andtheperformanceofthesystemwaswellimproved．Theresearchonthissubjectlaidthefoundationfordevelopingbetterfinstabilizerelectro—hydraulicprop

7、ortionalcontrolsystem．Moreover，thedigitalproportionalamplifierdesignedinthispaperhadgreaterflexibilityandreliabilitythanthetraditionalanalogproportionalamplifier．Ithadahighvalueforengineeringapplications．Keywords：finstabilizer；electro—hydraulicproporti

8、onalcontrol；deadzoneofproportionalvalve；dynamiccompensation；proportionalamplifier哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本