应用于船舶的电力推进驱动装置设计

电力推进系统具有稳定性强、机动性好和推进功率高的特点,在船舶领域得到越来越多的应用。本文对电力推进系统的电力驱动模拟装置在船舶上的应用展开研究,对电力驱动装置的各个部件进行设计,并对推进电机采用的永磁同步电机控制方式进行研究。在直接转矩控制的基础上,采用空间矢量调制的直接转矩控制技术对其进行控制,并利用Matlab软件搭建仿真模型。仿真结果表明,采用空间电压矢量调制直接转矩控制方式可实现较快的响应速度和较高的稳定性。     

解析模型预测控制在欠驱动船舶路径跟踪控制中的研究

从非线性、欠驱动、船舶模型参数易控制的欠驱动船舶路径跟踪入手进行问题研究,采用解析模型预测控制,利用单输入单输出系统,通过对时域上的性能函数求导求得最优控制律;然后利用无干扰情况的船舶模型进行最优控制律的简化;最后通过实验进行验证本文算法与带反馈的线性欠驱动船舶直线路径跟踪控制相比趋于稳定的时间要短,可靠性和收敛性更优。     

基于ESO和动态逆的欠驱动船舶航迹跟踪控制设计

针对欠驱动船舶航迹跟踪控制问题,考虑船舶动态不确定性、未知时变外部扰动和速度不可测的情况,将输出重定义方法、扩张状态观测器(extended state observer, ESO)和动态逆控制方法相结合,设计欠驱动船舶航迹跟踪控制律。输出重定义方法用来解决系统欠驱动问题；构造ESO,估计由船舶动态不确定性、未知时变外部扰动以及船舶各自由度运动状态变量间的耦合构成的总扰动和船舶速度；基于上述,采用动态逆控制方法,设计航迹跟踪控制律,使欠驱动船舶跟踪期望航迹,并保证航迹跟踪闭环控制系统所有信号最终一致有界。以一艘欠驱动船舶为例进行仿真研究,仿真结果验证了所设计的航迹跟踪控制律的有效性和优越性。     

船舶双轴稳定平台的控制系统研究

在现代的海洋船舶制造领域,为了增强船舶在恶劣海况下的控制能力,普遍会采用各种先进的稳定控制技术,来保证船舶的航行稳定性和安全。但是船舶的吨位越来越大,控制的难度也随之快速上升,为了能够有效控制船舶的各个设备,本文采用了一种高效的双轴稳定控制系统,不但满足了大吨位、大体积船舶的控制要求,也能够满足远程智能控制的功能,采用双轴稳定控制算法后,船员能够通过远程计算机系统对船舶的运行状态进行实时的监控和预测。     

基于粒子群算法的欠驱动船舶航向控制研究

欠驱动船舶是指只能通过螺旋桨推进器和船舵进行水平面3个自由度运动的船舶,通常,当船舶某些执行器结构出现故障时,船舶此时具有欠驱动特征。欠驱动船舶的航行控制系统是一个典型的非线性系统,研究欠驱动船舶的运动控制不仅可以提高船舶的自动化水平,还对保障船舶的航行安全有重要意义。本文首先介绍了一种粒子群优化算法,并对该优化算法的原理和流程进行研究,然后基于粒子群优化算法对欠驱动船舶的运动控制进行研究,开发了一种基于粒子群算法的欠驱动船舶运动控制器,并进行仿真试验。     

动态神经模糊模型的船舶欠驱动水面运动控制

欠驱动水面运动控制系统是现代大型船舶动力控制系统的主要组成部分,控制船舶水平、垂直及航向3个方面。控制系统的精度、时效性直接影响到整个动力装置的性能。同时,由于海上环境的多变性,欠驱动水面运动控制系统具有控制滞后、惯性力矩较大等非线性因素。本文结合海上实际环境,提出一种动态神经模糊网络的船舶欠驱动水面运动控制算法,描述船舶动力系统的受力特性,较为精确模拟了非线性系统控制模型,最后进行了仿真。     

自适应粒子群算法在船舶推进电机动态参数辨识中的应用

为了适应船舶越来越大的运载量和复杂的航行环境,船舶动力推进系统的优化和完善具有重要的意义。随着自动化控制技术和传动技术的发展,基于矢量控制的船舶步进电机推进系统引起了船舶工业的广泛关注,并在船舶电机控制领域逐渐应用起来。本文针对船舶的交流电步进电机,结合自适应粒子群算法,对推进电机的动态参数辨识和矢量控制做系统研究。     

电力驱动系统电气工程与自动化控制的PLC应用

随着电力驱动技术的不断成熟,电力驱动船舶成为业界的研究热点,相对于传统的柴油驱动船舶,电力驱动船舶不仅更加环保,而且在调速和控制上更加灵活。本文的研究对象是船舶电力驱动系统的谐波抑制和变频控制等内容,结合电气工程和自动化控制技术,并利用PLC可编程逻辑控制器对电力驱动系统的关键环节进行设计,重点介绍了基于PLC的谐波抑制原理和变频原理。本研究对于改善船舶电力驱动系统的稳定性,提高驱动效率具有一定的价值。     

水面无人船驱动电机远程控制系统设计与实现

针对智能航运时代背景下的船舶远程操纵与控制,本文设计一种面向水面无人船的驱动电机远程控制系统。系统以Arduino 2 560为中央控制器,涵盖中央控制模块、电机驱动模块、无线通信模块和岸基操控端。系统通过远程控制驱动电机,实现船舶前进、后退、左转、右转等运动状态的转换;通过GPRS实现无人船端与岸基操控端的无线通信。试验表明,本文设计的驱动电机远程控制系统操作方便,通信流流畅,运行稳定,能够用于无人船远程操纵和控制,为无人船的发展提供支持。     

大功率负载适配的船舶缓冲供电方法研究

为了提高大功率负载适配船舶电机输出控制的稳定性,需要进行船舶缓冲供电优化控制设计,提出一种基于模糊PID控制的大功率负载适配的船舶电机缓冲供电方法,建立船舶缓冲供电的驱动控制参量模型,采用功率激励和瞬时电流振荡性抑制方法进行船舶电机的大功率负载适配处理,结合模糊PID控制方法进行船舶电机缓冲供电的参量镇定性控制,实现船舶缓冲供电控制优化。仿真测试结果表明,采用该方法进行船舶电机的缓冲供电的功率负载适配性能较好,控制品质较好,船舶电机稳定性得到提升。