船舶減搖鰭電驅動系統(tǒng)設計研究

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1、哈爾濱工程大學碩士學位論文摘要傳統(tǒng)的減搖鰭伺服系統(tǒng)一直是電液伺服系統(tǒng)，但由于其存在著價格高、體積大、密封器件易老化、漏油、維護不方便等缺點；90年代以后，隨著電力電子技術和微控制技術的迅猛發(fā)展，交流伺服廣泛的應用于工業(yè)、國防等各個領域，在相當廣的范圍內取代了液壓伺服系統(tǒng)。時至今日，已經(jīng)成為伺服系統(tǒng)的主流趨勢。交流伺服系統(tǒng)具有結構簡單、控制方便、價格低且可靠性高等特點，它的研究開發(fā)將促進減搖鰭在一些中小型船舶中的應用。本文對減搖鰭的負載和電機轉動力矩進行了估算，依據(jù)減搖鰭特性和設計指標的要求，以異步電機矢量控制技術為理論基

2、礎，設計了電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)三閉環(huán)減搖鰭電伺服控制系統(tǒng)。針對減搖鰭電伺服系統(tǒng)中PID控制器參數(shù)固定，不能在線修正，對復雜海情適應性差等缺點，研究討論了自調整模糊控制器，對位置環(huán)控制器的比例因子進行在線修整?；贛ATLAB7．0軟件，對有義波高分別為2．68m，3．75m，4．26m和遭遇角分別為45。、90"、135’共九種情況的海浪進行了仿真，作為系統(tǒng)的擾動輸入；分別以傳統(tǒng)的電液伺服系統(tǒng)和矢量控制電伺服系統(tǒng)以及加入模糊控制器改進后的電伺服系統(tǒng)作為隨動系統(tǒng)，對船舶減搖鰭控制系統(tǒng)進行仿真，最后對仿真結果進行了統(tǒng)計。統(tǒng)

3、計結果表明：異步電機矢量控制的減搖鰭電伺服系統(tǒng)能夠以較快的響應速度、較小的動態(tài)誤差跟隨鰭角給定的變化，可以獲得良好的船舶減搖效果，驗證了電伺服系統(tǒng)的正確性和有效性。與傳統(tǒng)的電液伺服系統(tǒng)相比，電伺服系統(tǒng)具有更好的減搖效果，加入模糊控制器改進后，增強了系統(tǒng)對各種海情的適應性，使整體減搖效果有了進一步的提高。關鍵詞：減搖鰭；矢量控制；模糊控制；伺服系統(tǒng)；船舶橫搖哈爾濱工程大學碩士學位論文ABSTRACTConventionalsergosystemoffinstabilizerswasusedtobeelectricity-l

4、iquidservosystem．Butithasthelimitationssuchashighprice，hugevolume,pressurizepartsofallapparatuseasytobeaging,theoilleakandinconvenientmaintenance．Withtherapiddevelopmentofpower-electronicstechniqueandmicro-controltechniqueinrecentyears，electricalsel'vosystemhasre

5、placedthepositionoftheliquidservosystemusedinthefieldssuchasindustry,nationaldefenceandhasbecomethemaintrend．Electricalservosystemhassimpleconfiguration,convenientcontrol，highreliabilityandlowprice，hasdevelopedincreasingly．AlltheforenamedadvantagesfacilitatetheUS

6、eoffinstabilizesonthemediumandpint—sizeships．Thispaperisestimatedtotheloadandturnmomentofmotor．Accordingtothecharacteristicoffinstabilizers，therequirementofdesignindexandbasedonthetheoryofasynchronousmotorvectorcontrol，Thepaperinvestigatethesystemstructureandcont

7、rollawoffinstabilizers$elw-Osystem，ofwhichapplyingelectriccurrentloop，speedloop，positionloopinthissystem．WiththedisadvantageoftheparameterofPIDcontrollerisfixedinelectricitysen，osystemoffinstabilizers，cannotbeamendedonline，Can’tbeadaptbycomplicatedoceanwave,111ep

8、aperdiscusstheadaptivefuzzy-contr01．a(chǎn)ndamendtheproportionalgeneofpositionloopcontrolleronline．WitllthesoRwareofMATLAB7．o’ThepapersimulatethesituationoftheOcean