在保持和改變船舶航向的過程中船舶舵機發(fā)揮關鍵效力,其性能的優(yōu)劣對海上航行船舶的安全性和經(jīng)濟性起著至關重要的作用。在舵機系統(tǒng)研究方法中數(shù)字仿真實驗和船舶模型實驗均為常見方法之一,本文對該兩種方法進行了衍化和結合,區(qū)別于船舶模型實驗以液壓作為舵機的驅(qū)動力,代替以電的方式對舵機運轉進行驅(qū)動;區(qū)別于數(shù)字仿真實驗在Matlab/Simulink中建立舵機模型,代替以設計的實物舵機;形成了以半物理仿真的方式對舵機系統(tǒng)進行研究。本文在計算機的Matlab/Simulink中實現(xiàn)模糊參數(shù)自整定PID算法,處理器PLC負責現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)采樣和輸出,Simulink和PLC間通過OPC技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)的通信,以此對舵機開展測試。相比于傳統(tǒng)的PID算法,模糊參數(shù)自整定PID算法對非線性的舵機系統(tǒng)的控制效果有進一步提升。在硬件電路方面,本文選取可編程邏輯控制器PLC（Programmable Logic Controller）作為模擬舵機控制的核心單元,通過對步進電機轉動的控制模擬舵機轉舵。經(jīng)PLC特殊功能擴展模塊接口電路,使模擬舵機能夠接收開關量和模擬量操舵信號,實現(xiàn)點動和比例調(diào)速轉舵控制,同時能夠與外部操舵儀進... 

【文章來源】：吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

模擬舵機原理框圖

7器供電。按下急停按鈕可停止為系統(tǒng)供電。開關電源模塊如圖 2.3 所示。圖2.2 電源啟�？刂齐娐穲D圖2.3 開關電源模塊2.3.2 PLC 擴展模塊接口電路1) 模擬量處理模塊模擬舵機控制系統(tǒng)要能夠接收電壓模擬量操舵信號，需要進行A/D轉換為數(shù)字信號，PLC方可讀入并處理；控制系統(tǒng)還要求輸出模擬電壓信號，同樣需要D/A

按下急停按鈕可停止為系統(tǒng)供電。開關電源模塊如圖 2.3 所示。圖2.2 電源啟�？刂齐娐穲D圖2.3 開關電源模塊2.3.2 PLC 擴展模塊接口電路1) 模擬量處理模塊模擬舵機控制系統(tǒng)要能夠接收電壓模擬量操舵信號，需要進行A/D轉換為數(shù)字信號，PLC方可讀入并處理；控制系統(tǒng)還要求輸出模擬電壓信號，同樣需要D/A

【參考文獻】：
期刊論文
[1]兩相混合式步進電機建模與仿真[J]. 余馳,李健仁,張剛峰.  兵工自動化. 2016(02)
[2]步進電機模糊PID閉環(huán)控制系統(tǒng)仿真研究[J]. 翟雁,郭陽寬,祝連慶,李偉仙,孟曉辰.  現(xiàn)代電子技術. 2015(11)
[3]復雜工業(yè)過程的先進控制[J]. 劉德榮.  自動化學報. 2014(09)
[4]基于OPC技術的MATLAB與ABB系列PLC通信設計[J]. 李志偉,黃雙成.  自動化技術與應用. 2014(08)
[5]OPC技術下PLC與MATLAB相結合的實時模糊控制系統(tǒng)[J]. 王樹東,畢作文,王紅波,孟靜靜.  電氣自動化. 2011(05)
[6]基于Matlab與PLC的實時控制系統(tǒng)[J]. 林寶全,陳沖.  南昌大學學報(工科版). 2011(03)
[7]步進電機控制系統(tǒng)建模及運行曲線仿真[J]. 周黎,楊世洪,高曉東.  電機與控制學報. 2011(01)
[8]船舶運動航向模糊控制器設計與仿真[J]. 張松濤,白世貞.  系統(tǒng)仿真學報. 2009(09)
[9]基于Simulink仿真的步進電機閉環(huán)控制系統(tǒng)分析[J]. 劉川,劉景林.  測控技術. 2009(01)
[10]在線自整定PID控制的船舶自動舵[J]. 于洋.  船電技術. 2008(03)

博士論文
[1]新型PID模糊控制器的結構分析及應用研究[D]. 李慶春.中南大學 2010
[2]船舶運動模糊神經(jīng)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的研究[D]. 林葉錦.大連海事大學 2006

碩士論文
[1]模糊PID自動舵的設計與優(yōu)化[D]. 羅會軍.大連海事大學 2017
[2]基于SIEMENS S7-300 PLC的模糊控制算法開發(fā)[D]. 汶愛文.華北電力大學 2016
[3]“太平洋”輪舵機液壓系統(tǒng)建模與仿真[D]. 許建.大連海事大學 2013
[4]船舶舵機物理建模及控制仿真研究[D]. 王玉亮.大連海事大學 2012
[5]基于PLC及觸摸屏的液壓施工升降機控制系統(tǒng)設計[D]. 黃雀群.西南交通大學 2009
[6]船舶航向模糊控制系統(tǒng)研究[D]. 劉文峰.哈爾濱工程大學 2008
[7]基于PC機的船舶舵機系統(tǒng)動態(tài)仿真研究[D]. 霍學亮.大連海事大學 2007
[8]電動比例舵機的控制系統(tǒng)設計與分析[D]. 魏欣.南京理工大學 2007
[9]船舶航向智能模糊控制系統(tǒng)及其仿真[D]. 何俊杰.大連理工大學 2000



本文編號：3126696