船舶减摇鳍电驱动系统设计研究

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文摘要传统的减摇鳍伺服系统一直是电液伺服系统，但由于其存在着价格高、体积大、密封器件易老化、漏油、维护不方便等缺点；90年代以后，随着电力电子技术和微控制技术的迅猛发展，交流伺服广泛的应用于工业、国防等各个领域，在相当广的范围内取代了液压伺服系统。时至今日，已经成为伺服系统的主流趋势。交流伺服系统具有结构简单、控制方便、价格低且可靠性高等特点，它的研究开发将促进减摇鳍在一些中小型船舶中的应用。本文对减摇鳍的负载和电机转动力矩进行了估算，依据减摇鳍特性和设计指标的要求，以异步电机矢量控制技术为理论基

2、础，设计了电流环、速度环、位置环三闭环减摇鳍电伺服控制系统。针对减摇鳍电伺服系统中PID控制器参数固定，不能在线修正，对复杂海情适应性差等缺点，研究讨论了自调整模糊控制器，对位置环控制器的比例因子进行在线修整。基于MATLAB7．0软件，对有义波高分别为2．68m，3．75m，4．26m和遭遇角分别为45。、90"、135’共九种情况的海浪进行了仿真，作为系统的扰动输入；分别以传统的电液伺服系统和矢量控制电伺服系统以及加入模糊控制器改进后的电伺服系统作为随动系统，对船舶减摇鳍控制系统进行仿真，最后对仿真结果进行了统计。统

3、计结果表明：异步电机矢量控制的减摇鳍电伺服系统能够以较快的响应速度、较小的动态误差跟随鳍角给定的变化，可以获得良好的船舶减摇效果，验证了电伺服系统的正确性和有效性。与传统的电液伺服系统相比，电伺服系统具有更好的减摇效果，加入模糊控制器改进后，增强了系统对各种海情的适应性，使整体减摇效果有了进一步的提高。关键词：减摇鳍；矢量控制；模糊控制；伺服系统；船舶横摇哈尔滨工程大学硕士学位论文ABSTRACTConventionalsergosystemoffinstabilizerswasusedtobeelectricity-l

4、iquidservosystem．Butithasthelimitationssuchashighprice，hugevolume,pressurizepartsofallapparatuseasytobeaging,theoilleakandinconvenientmaintenance．Withtherapiddevelopmentofpower-electronicstechniqueandmicro-controltechniqueinrecentyears，electricalsel'vosystemhasre

5、placedthepositionoftheliquidservosystemusedinthefieldssuchasindustry,nationaldefenceandhasbecomethemaintrend．Electricalservosystemhassimpleconfiguration,convenientcontrol，highreliabilityandlowprice，hasdevelopedincreasingly．AlltheforenamedadvantagesfacilitatetheUS

6、eoffinstabilizesonthemediumandpint—sizeships．Thispaperisestimatedtotheloadandturnmomentofmotor．Accordingtothecharacteristicoffinstabilizers，therequirementofdesignindexandbasedonthetheoryofasynchronousmotorvectorcontrol，Thepaperinvestigatethesystemstructureandcont

7、rollawoffinstabilizers$elw-Osystem，ofwhichapplyingelectriccurrentloop，speedloop，positionloopinthissystem．WiththedisadvantageoftheparameterofPIDcontrollerisfixedinelectricitysen，osystemoffinstabilizers，cannotbeamendedonline，Can’tbeadaptbycomplicatedoceanwave,111ep

8、aperdiscusstheadaptivefuzzy-contr01．andamendtheproportionalgeneofpositionloopcontrolleronline．WitllthesoRwareofMATLAB7．o’ThepapersimulatethesituationoftheOcean