船舶柴油机数字式电子调速系统的研究

发布时间：2017-10-16 01:34

  本文关键词：船舶柴油机数字式电子调速系统的研究

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【摘要】：数字式电子调速器的控制策略决定了调速器的性能,进而决定了柴油机运行的稳定性和经济性。数字式电子调速器大都采用原理简单、稳定可靠的PID控制技术,但不能有效的克服负载大范围变化及其非线性因素的影响,无法保证柴油机在任何工况下都能以较优性能运行,因此研究调速器的控制策略是非常必要的。文中基于柴油机工作原理以及PID控制、模糊控制和神经网络控制的相关理论,构建柴油机转速控制系统数学模型、模糊PID控制器模型和BP神经网络PID控制器模型。借助MATLAB/SIMULINK仿真软件进行仿真,仿真结果显示模糊PID控制器和BP神经网络PID控制器的控制效果均优于PID控制器,通过对比分析选择模糊PID控制作进一步研究；考虑到闭环反馈控制策略的不足,提出将负荷前馈信号引入到模糊PID控制系统中,构建模糊前馈 模糊PID控制器,仿真结果显示在突加突减扰动时模糊前馈 模糊PID控制器可以明显减少系统超调量。基于S7-200PLC编写信号的采集与处理、模糊化以及查表程序。
【关键词】：数字式电子调速器 柴油机 模糊PID BP神经网络PID 前馈 PLC
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U664.121
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-12
• 1.1 课题背景及意义9
• 1.2 数字式电子调速器的控制策略9-11
• 1.3 本文的主要工作11-12
• 第2章 船舶柴油机调速系统的数学模型12-20
• 2.1 柴油机的数学模型13-17
• 2.2 执行机构数学模型17-20
• 第3章 模糊PID控制及仿真20-47
• 3.1 模糊PID控制20-32
• 3.1.1 PID控制20-22
• 3.1.2 模糊控制22-25
• 3.1.3 模糊PID控制器的设计25-32
• 3.2 构建仿真模型32-43
• 3.2.1 构建模糊FIS文件32-41
• 3.2.2 PID控制仿真模型41
• 3.2.3 模糊控制仿真模型41
• 3.2.4 搭建柴油机调速仿真模型41-43
• 3.3 仿真结果及分析43-47
• 第4章 神经网络PID控制及仿真47-55
• 4.1 神经网络47-50
• 4.1.1 神经网络的基本概念47
• 4.1.2 BP神经网络47-50
• 4.2 神经网络PID控制器50-52
• 4.3 仿真模型及仿真结果52-55
• 第5章 模糊前馈 模糊PID控制及仿真55-66
• 5.1 前馈控制55-57
• 5.1.1 前馈控制原理55-56
• 5.1.2 前馈控制和反馈控制比较56-57
• 5.2 设计模糊前馈控制器57-63
• 5.2.1 前馈信号57-60
• 5.2.2 模糊化60-62
• 5.2.3 模糊推理62
• 5.2.4 构建模糊前馈FIS文件62-63
• 5.3 仿真模型及仿真结果63-66
• 第6章 基于PLC的柴油机调速系统的设计66-73
• 6.1 信号的采集及处理67-68
• 6.1.1 速度信号67-68
• 6.1.2 信号的处理68
• 6.2 PLC编程实现模糊控制68-72
• 6.2.1 查表程序68-70
• 6.2.2 模糊清晰化程序70-72
• 6.3 执行机构的控制信号72-73
• 第7章 总结73-74
• 参考文献74-78
• 附录78-86
• 致谢86-87
• 研究生履历87

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本文编号：1039893