船用柴油机调速系统控制算法分析

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1、分类号学号M201371072学校代码10487密级硕士学位论文船用柴油机调速系统控制算法分析学位申请人王志行学科专业：动力工程指导教师：蒋炎坤教授答辩日期：2015年5月22日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringAlgorithmanalysisofspeedcontrolonmarinedieselengineCandidate:WangZhihangMa

2、jor:PowerEngineeringSupervisor:Prof.JiangYankunHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.China独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作

3、者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要随着现代社会的高速发展，节能和环保作为可持续发展的重要

4、手段是当下船舶工业关注的重点之一。柴油机作为船舶主动力对其经济性和排放特性有着十分重要的作用，而船用柴油机调速系统设计是油耗和污染物排放控制的关键点之一。鉴于此，这里对船用柴油机调速系统建模及其控制器设计进行研究。首先，根据柴油机调速系统原理，基于“线性化”方法构建调速系统数学模型，从理论上分析被控参数对整个调速性能的影响。其次，重点研究神经网络控制、模糊控制以及专家控制系统等主流智能算法，将其分别与传统PID控制有机结合，设计智能PID控制器，并各设计方案进行了对比分析。最后，运用MATLAB编程构

5、建仿真软件GUI图形界面，并运用所设计的智能PID控制器对柴油机调速系统进行仿真，进而与传统PID控制手段进行对比，分析各算法的影响因素，从理论上研究了相关影响因子对算法的影响。研究结果表明，智能PID控制器的控制效果优于传统PID控制器，但几种智能PID控制器各有优劣，其中，模糊自适应PID控制器响应特性最好，RBF神经网络自适应PID控制器超调量最小，专家自适应PID控制器跟踪性能最好。进而，将模糊控制与专家系统有机结合，设计了模糊-专家控制的新型智能控制器，仿真验证了其性能优于模糊控制和专家控制

6、，表明了智能算法间有机组合的可行性，为新型综合智能控制器的开发和实践提供了理论支持。关键词：船舶柴油机控制系统建模设计仿真I华中科技大学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofmodernsociety,energysavingandenvironmentalprotectionasanimportantmethodofsustainabledevelopmentisoneofthekeyfortheshippingindustry.Dieselengineasi

7、tsmainpowerhasaveryimportantroleineconomyandemissionperformance,andspeedcontrolsystemdesigninmarinedieselengineisoneofthekeypointsoffuelconsumptionandpollutantemissioncontrol.Inviewofthis,doingresearchonmarinedieselenginespeedregulationsystemmodelingand

8、controllerdesignisimperative.Firstly,accordingtotheprincipleofthedieselenginespeedcontrolsystem,andbasedonthe"linearization"methodofconstructingamathematicalmodelofspeedcontrolsystem,itisnecessarytoanalysetheeffectofparametersont