船舶舵机物理建模及控制仿真的研究

《船舶舵机物理建模及控制仿真的研究》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、中文摘要摘要船舶舵机足用于航向控制的设备，一旦舵机失灵，船即会失去控制，甚至发牛事故。目前绝大多数船舶采用的是液压舵机。对液压舵机性能进行分析，一种方法足进行船Jj『1航行试验，对数捌进行分析，但是该方法的局限在于成本高、周期长；另一种方法采用计并机技术对研究刈+缘建模仿真研究，该方法能够有效分析舵机住镝皂的f叫时降低了成本，节省了时间。计算机仿真必须具备两个主要条件：一是建立准确描述液J再系统动态性能的模型：二足利川仿真软件对建立的模型进行数’声仿真。本文以川崎FE21—400电动液压舵机为研究对蒙，

2、根据陔拨叉J℃液压舵机的结构特点、工作过程以及操作要求，分析其转动原理和液压系统的特性，采用MATLAB下的simhydraulic元件库刈‘舵机液压系统进行物理建模，将得到的液压系统模型与数学模型十H连接构成整个舵机系统仿真模型。系统采用PJD控制。在所建立的仿真模型基础L，义寸舵机处于不同工作状态的情况进行仿真。对仿真结果进行分析，验证了模型的正确性，同时仿真结果满足soLAs公约要求。山于船JIfJ舵机系统的复杂性，PID参数比较难整定，而且在运行研：境发生变化时，PID参数需要苇新黎定。为了应对

3、这些复杂性和不确定性，本设计尝试将单神经元自适应PID控制器应J}j在舵机系统的控制上。山仿真结果得出，单神经元臼适应控制』衄用在舵机控制L足r叮行的。关键词：液压舵机物理建模PID控制单神经元自适应PID控制英文摘要ABSTRACTMarinesteeringgearistheequipmentusedf-orhcadingcontr01．onccthcstecnnggearhasabreakdown，theshipwill10secontrol，oreVencomeahowler．Atpresent

4、，thehydraulicsteeringgeariswidelyusedonship．Tbanalyzetheperf．onllance【)fhydraulicsteeringgear，onewayistotestthedatabydoingshipnaVigationtcst，butthe1imitationsoflhisapproacharehighcostsandlongcyc】es．Anothcrmcthodistosimulateonthemodelofresearchobject．This

5、methodcansaVecostsandtime．Forthecomputersimulation，twomainconditionsareneeded．oneistheestablishmentofaccuratemodelwhichcandescribedynamiccharacteristjcsofhvdraulicsVstems；TheotherissimulationusingsimulationsoRwarebascdonthebuildingmodel．KawasakiFE21．400e

6、lectro—hydraulicactuatorisadoptedas111ereserchobiect．Basedonthestructuralf-eaturesofthef．ork—typehydraulicsteeringgear，workprocessesandoperationalrequirements，therotationprincipleandcharacIcrislicsofhydraulicsystemareanalyzed．byusingSimhydrauliccomponent

7、1ihraryofMATLAB，thephysicalmodelforsteeringgearhydraulicsystemisestablishcd．Theentiremodelofmarinesteeringgearisfonlledbythemodelofsteeringgearhydraulicsvstemandthemathcmaticalmodeloftheotherpa九ofsteeringgearsystcm．ThePlDcontrolisusedinthecontmlsystem．Th

8、esimulationiscompletedunderthediff．erentconditons．Byana】yzingthesimulationresults，T11ecollrectnessofthemodelisverined，alsotheSOLASConVentionrequiresaremet．Becauseofthecomplexityofmarineruddersystem，PIDparametersishardtobet