基于模糊PID控制的船载稳定平台

发布时间：2017-03-27 22:01

  本文关键词：基于模糊PID控制的船载稳定平台，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 根据某些实际工程的需要,需要设计一种稳定平台使安装在运动载体上的物体与载体隔离从而保持稳定状态,特别是在某种特定环境下,其平台结构与控制与其它普通平台装置都有所不同。本文研究对象是一种基于模糊PID控制的船载液压稳定平台。 第一章介绍了稳定平台装置的基本概念、结构、原理、应用以及发展和研究现状,探讨了电液司服控制技术的发展和应用以及存在的优缺点,概括了PLC的发展、应用与特点,提出了本课题的研究内容和方法。 第二章详细的阐述了电液司服稳定平台的构成,包括稳定平台的执行机构组成、稳定平台的电液司服驱动系统构成以及控制系统构成,分析了各组成部分的原理和特性,为进一步建立系统模型打下基础。 第三章建立了课题所采用的阀控并联非对称缸系统的模型,进而提出了此系统的特点及控制特性。 第四章设计了模糊控制器,通过仿真研究了模糊控制器的特点。它在快速性方面有着自己的优势。在快速的同时,可以保持较小的超调量。但由于它的理论并不完善,对它可能获得的控制性能无法把握。而且由于它是一个基于隶属函数图形的推理过程,算法复杂,它的程序实现是一个问题。另外,它的控制过程会存在稳态误差。 第五章为克服模糊控制器与PID控制器在控制效果方面的不足,进一步设计了模糊PID控制器。 第六章用MATLAB对上述可能的三种方案进行了仿真。最后确定出模糊PID的控制方案。模糊PID控制结合了PID控制算法和模糊控制方法的优点,可以在线实现PID参数的调整,使控制系统的响应速度快,过渡过程时间大大缩短,超调量减少,振荡次数少,具有较强的鲁棒性和稳定性,在模糊控制中扮演着十分重要的角色。
【关键词】：稳定平台 PLC 电液伺服 模糊控制 模糊PID控制
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TP273.4;U665.2
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 稳定平台的一般概述10-14
• 1.1.1 稳定平台结构及原理10-12
• 1.1.2 稳定平台的一般分类12-13
• 1.1.3 国内外稳定平台的研制情况13-14
• 1.2 电液伺服控制技术14-15
• 1.2.1 液压伺服控制的发展和应用14
• 1.2.2 液压伺服控制的优缺点14-15
• 1.3 PLC简介15-19
• 1.3.1 PLC的发展与特点15-18
• 1.3.2 PLC与继电器控制系统的比较18-19
• 1.4 选题意义与研究内容19-20
• 1.4.1 本课题的选题意义19
• 1.4.2 本课题的研究内容19-20
• 第二章 液压稳定平台的结构和工作原理20-25
• 2.1 稳定平台的机械结构20-21
• 2.2 稳定平台能够保持水平的论证21
• 2.3 稳定平台的液压驱动系统21-23
• 2.4 稳定平台的控制系统23-25
• 第三章 液压稳定平台的数学建模及特性分析25-36
• 3.1 控制系统工作方程的建立25-29
• 3.1.1 滑阀流量方程25-26
• 3.1.2 液压缸流量连续方程26-28
• 3.1.3 液压缸和负载的力矩平衡方程28-29
• 3.2 状态参数的简化29-30
• 3.3 控制系统数学模型的建立30-32
• 3.4 系统特性分析32-34
• 3.4.1 系统动态特性分析32-34
• 3.5 系统负载的干扰力矩34-36
• 第四章 常规模糊控制器的设计36-51
• 4.1 模糊控制的基本思想36-37
• 4.2 模糊控制的基本原理37-38
• 4.3 模糊控制器的设计步骤38-45
• 4.3.1 模糊控制器的结构38-40
• 4.3.2 模糊化40-42
• 4.3.3 模糊控制表的运算合成42-44
• 4.3.4 论域、量化因子、比例因子的选择44-45
• 4.4 模糊控制器的设计步骤45-51
• 4.4.1 精确量的模糊化46-47
• 4.4.2 定义模糊控制器的模糊集合及其隶属度函数表47
• 4.4.3 建立模糊控制器的模糊控制规则表47-48
• 4.4.4 计算稳定平台模糊控制器的模糊控制表48-51
• 第五章 模糊PID控制器的设计51-64
• 5.1 PID控制的原理51-53
• 5.1.1 PID控制器模型51-53
• 5.2 模糊PID控制原理53-55
• 5.3 模糊PID控制器的设计55-64
• 5.3.1 模糊PID控制器的模糊化55-56
• 5.3.2 模糊PID控制器的控制规则的设计56-58
• 5.3.3 计算模糊PID控制器的模糊控制决策表58-64
• 第六章 液压稳定平台仿真实验的研究64-79
• 6.1 MATLAB软件简介64-65
• 6.1.1 仿真环境simulink64
• 6.1.2 MATLAB模糊逻辑工具箱64-65
• 6.2 一般PID控制器的仿真65-69
• 6.2.1 PID控制初始参数的确定66
• 6.2.2 采样周期的选择66
• 6.2.3 PID控制的仿真66-69
• 6.3 模糊PID控制器的仿真69-78
• 6.3.1 量化因子Ke、Kec,比例因子Kp、Ki、Kd的确定70-72
• 6.3.2 利用MATLAB构建fuzzy logic controller72-77
• 6.3.3 模糊PID控制器的仿真试验77-78
• 6.4 结论及分析78-79
• 结论79-80
• 参考文献80-84
• 致谢84

【引证文献】

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 王玉辉;船用摄像稳定平台测控问题研究[D];山东科技大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 黄丹;零航速下襟翼鳍升力建模与控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 张洪亮;舰载稳定平台控制系统设计与研究[D];南京航空航天大学;2010年

3 李伟;船舶液压稳定平台的设计与分析[D];大连海事大学;2010年

4 李静;含油污泥回转热解炉电气控制系统研究[D];山东理工大学;2010年

5 胡大军;基于模糊控制的舰载光电跟踪伺服系统设计[D];武汉工程大学;2012年

6 徐超;单片机在平台控制系统中的应用[D];哈尔滨工程大学;2011年

  本文关键词：基于模糊PID控制的船载稳定平台，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：271138