船舶柴油机自动调速系统设计与仿真【毕业论文】

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1、本科毕业设计船舶柴油机自动调速系统设计与仿真23摘要随着自动控制技术的发展，柴油机的调速器开始由传统的机械式调速器向电子调速器方向发展，国内外相继开发了多种电子调速系统。这些调速系统大都采用PID控制技术，它虽然具有结构简单、可靠稳定等特点，但它常不能有效克服负载、模型参数的大范围变化及其非线性因素的影响，因此它不能保证柴油机在任何工况下都以较优的性能运行。本文设计了比较先进的柴油机自动调速系统并进行了软件仿真。首先搭建了合适的被控对象数学模型，为控制方法的设计与仿真提供了一个基础。然后进行了传统的PID控制和模糊控制的研究，在分析了传统PID控制算法和模糊控制算法的基础上，针对两种方

2、法中存在的不足，将两种方法综合起来，取长补短，提出一种比较完善的模糊-PID控制器参数自整定算法，建立了智能的模糊自整定PID控制器，实现了PID控制参数的在线自整定。最后利用MATLAB/SIMULINK软件进行了仿真实验。仿真结果表明，柴油机的控制效果得到了显著的提高，特别是在克服扰动(负荷变化)方面效果明显。关键词:船舶柴油机；调速器；数学模型；PID控制；模糊控制23ABSTRACTWiththedevelopmentofautomaticcontroltechnique,thegovernorofdieselengineisdevelopingfrommechanicalgo

3、vernortoelectronicalgovernor,manykindsofelectronicalgovernorshavebeendeveloped.ManyofthesegovernorsadopttraditionalPIDascontrolrule.ThetraditionalPIDcontrollerhasmanygoodcharacters,suchassimplestructure,highreliabilityandstability,butitcannotsatisfythecontrolrequirementateveryworkcondition.Thisa

4、rticledesignsmoreadvanceddieselengineautomaticspeedcontrolsystemandasoftwaresimulation.Firstbuildsamathematicalmodelofcontrolledobjectsuitableforcontroldesignandsimulationprovidesafoundation.FollowedbyatraditionalPIDcontrolandfuzzycontrolstudy,theanalysisofthetraditionalPIDcontrolalgorithmandfuz

5、zycontrolalgorithmbasedontwomethodsfortheshortcomings,thetwomethodstogether,learnfromeachother,putforwardamoreimprovethefuzzy-PIDcontrollerparametertuningalgorithm,theestablishmentofintelligentfuzzyself-tuningPIDcontroller,PIDcontrolparameterstoachievetheonlineself-tuning.Finally,analysethesimul

6、ationexperimentsusingMATLAB/SIMULINKsoftware.Simulationresultsshowthatthecontroleffectofdieselhasbeensignificantlyimproved,especiallyinovercomingthedisturbance(loadchange)significanteffect.朗读显示对应的拉丁字符的拼音字典KeyWords:marinedieselengine;governor;mathematicalmodel;PIDcontrol;fuzzycontrol23目录第1章绪论11.1

7、课题的背景及意义11.2柴油机数字式调速技术的发展11.3主要研究内容2第2章调速系统数学模型的建立42.1柴油机数学模型42.2执行机构的模型52.3转速检测单元模型52.4船舶主机简化模型6第3章PID控制技术73.1传统的模拟PID控制器73.1.1比例作用73.1.2积分作用73.1.3微分作用83.2数字PID控制器83.2.1位置式PID控制算法83.2.2增量式PID控制算法9第4章模糊控制技术104.1模糊控制器104.1.1.