基于模糊控制算法电动模拟舵机的设计
发布时间：2021-04-09 02:04
在保持和改变船舶航向的过程中船舶舵机发挥关键效力,其性能的优劣对海上航行船舶的安全性和经济性起着至关重要的作用。在舵机系统研究方法中数字仿真实验和船舶模型实验均为常见方法之一,本文对该两种方法进行了衍化和结合,区别于船舶模型实验以液压作为舵机的驱动力,代替以电的方式对舵机运转进行驱动;区别于数字仿真实验在Matlab/Simulink中建立舵机模型,代替以设计的实物舵机;形成了以半物理仿真的方式对舵机系统进行研究。本文在计算机的Matlab/Simulink中实现模糊参数自整定PID算法,处理器PLC负责现场实时数据采样和输出,Simulink和PLC间通过OPC技术实现数据的通信,以此对舵机开展测试。相比于传统的PID算法,模糊参数自整定PID算法对非线性的舵机系统的控制效果有进一步提升。在硬件电路方面,本文选取可编程逻辑控制器PLC（Programmable Logic Controller）作为模拟舵机控制的核心单元,通过对步进电机转动的控制模拟舵机转舵。经PLC特殊功能扩展模块接口电路,使模拟舵机能够接收开关量和模拟量操舵信号,实现点动和比例调速转舵控制,同时能够与外部操舵仪进...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
模拟舵机原理框图
7器供电。按下急停按钮可停止为系统供电。开关电源模块如图 2.3 所示。图2.2 电源启停控制电路图图2.3 开关电源模块2.3.2 PLC 扩展模块接口电路1) 模拟量处理模块模拟舵机控制系统要能够接收电压模拟量操舵信号，需要进行A/D转换为数字信号，PLC方可读入并处理；控制系统还要求输出模拟电压信号，同样需要D/A
按下急停按钮可停止为系统供电。开关电源模块如图 2.3 所示。图2.2 电源启停控制电路图图2.3 开关电源模块2.3.2 PLC 扩展模块接口电路1) 模拟量处理模块模拟舵机控制系统要能够接收电压模拟量操舵信号，需要进行A/D转换为数字信号，PLC方可读入并处理；控制系统还要求输出模拟电压信号，同样需要D/A
【参考文献】：
期刊论文
[1]两相混合式步进电机建模与仿真[J]. 余驰,李健仁,张刚峰. 兵工自动化. 2016(02)
[2]步进电机模糊PID闭环控制系统仿真研究[J]. 翟雁,郭阳宽,祝连庆,李伟仙,孟晓辰. 现代电子技术. 2015(11)
[3]复杂工业过程的先进控制[J]. 刘德荣. 自动化学报. 2014(09)
[4]基于OPC技术的MATLAB与ABB系列PLC通信设计[J]. 李志伟,黄双成. 自动化技术与应用. 2014(08)
[5]OPC技术下PLC与MATLAB相结合的实时模糊控制系统[J]. 王树东,毕作文,王红波,孟静静. 电气自动化. 2011(05)
[6]基于Matlab与PLC的实时控制系统[J]. 林宝全,陈冲. 南昌大学学报(工科版). 2011(03)
[7]步进电机控制系统建模及运行曲线仿真[J]. 周黎,杨世洪,高晓东. 电机与控制学报. 2011(01)
[8]船舶运动航向模糊控制器设计与仿真[J]. 张松涛,白世贞. 系统仿真学报. 2009(09)
[9]基于Simulink仿真的步进电机闭环控制系统分析[J]. 刘川,刘景林. 测控技术. 2009(01)
[10]在线自整定PID控制的船舶自动舵[J]. 于洋. 船电技术. 2008(03)
博士论文
[1]新型PID模糊控制器的结构分析及应用研究[D]. 李庆春.中南大学 2010
[2]船舶运动模糊神经网络控制系统的研究[D]. 林叶锦.大连海事大学 2006
硕士论文
[1]模糊PID自动舵的设计与优化[D]. 罗会军.大连海事大学 2017
[2]基于SIEMENS S7-300 PLC的模糊控制算法开发[D]. 汶爱文.华北电力大学 2016
[3]“太平洋”轮舵机液压系统建模与仿真[D]. 许建.大连海事大学 2013
[4]船舶舵机物理建模及控制仿真研究[D]. 王玉亮.大连海事大学 2012
[5]基于PLC及触摸屏的液压施工升降机控制系统设计[D]. 黄雀群.西南交通大学 2009
[6]船舶航向模糊控制系统研究[D]. 刘文峰.哈尔滨工程大学 2008
[7]基于PC机的船舶舵机系统动态仿真研究[D]. 霍学亮.大连海事大学 2007
[8]电动比例舵机的控制系统设计与分析[D]. 魏欣.南京理工大学 2007
[9]船舶航向智能模糊控制系统及其仿真[D]. 何俊杰.大连理工大学 2000
本文编号：3126696
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
模拟舵机原理框图
7器供电。按下急停按钮可停止为系统供电。开关电源模块如图 2.3 所示。图2.2 电源启停控制电路图图2.3 开关电源模块2.3.2 PLC 扩展模块接口电路1) 模拟量处理模块模拟舵机控制系统要能够接收电压模拟量操舵信号，需要进行A/D转换为数字信号，PLC方可读入并处理；控制系统还要求输出模拟电压信号，同样需要D/A
按下急停按钮可停止为系统供电。开关电源模块如图 2.3 所示。图2.2 电源启停控制电路图图2.3 开关电源模块2.3.2 PLC 扩展模块接口电路1) 模拟量处理模块模拟舵机控制系统要能够接收电压模拟量操舵信号，需要进行A/D转换为数字信号，PLC方可读入并处理；控制系统还要求输出模拟电压信号，同样需要D/A
【参考文献】：
期刊论文
[1]两相混合式步进电机建模与仿真[J]. 余驰,李健仁,张刚峰. 兵工自动化. 2016(02)
[2]步进电机模糊PID闭环控制系统仿真研究[J]. 翟雁,郭阳宽,祝连庆,李伟仙,孟晓辰. 现代电子技术. 2015(11)
[3]复杂工业过程的先进控制[J]. 刘德荣. 自动化学报. 2014(09)
[4]基于OPC技术的MATLAB与ABB系列PLC通信设计[J]. 李志伟,黄双成. 自动化技术与应用. 2014(08)
[5]OPC技术下PLC与MATLAB相结合的实时模糊控制系统[J]. 王树东,毕作文,王红波,孟静静. 电气自动化. 2011(05)
[6]基于Matlab与PLC的实时控制系统[J]. 林宝全,陈冲. 南昌大学学报(工科版). 2011(03)
[7]步进电机控制系统建模及运行曲线仿真[J]. 周黎,杨世洪,高晓东. 电机与控制学报. 2011(01)
[8]船舶运动航向模糊控制器设计与仿真[J]. 张松涛,白世贞. 系统仿真学报. 2009(09)
[9]基于Simulink仿真的步进电机闭环控制系统分析[J]. 刘川,刘景林. 测控技术. 2009(01)
[10]在线自整定PID控制的船舶自动舵[J]. 于洋. 船电技术. 2008(03)
博士论文
[1]新型PID模糊控制器的结构分析及应用研究[D]. 李庆春.中南大学 2010
[2]船舶运动模糊神经网络控制系统的研究[D]. 林叶锦.大连海事大学 2006
硕士论文
[1]模糊PID自动舵的设计与优化[D]. 罗会军.大连海事大学 2017
[2]基于SIEMENS S7-300 PLC的模糊控制算法开发[D]. 汶爱文.华北电力大学 2016
[3]“太平洋”轮舵机液压系统建模与仿真[D]. 许建.大连海事大学 2013
[4]船舶舵机物理建模及控制仿真研究[D]. 王玉亮.大连海事大学 2012
[5]基于PLC及触摸屏的液压施工升降机控制系统设计[D]. 黄雀群.西南交通大学 2009
[6]船舶航向模糊控制系统研究[D]. 刘文峰.哈尔滨工程大学 2008
[7]基于PC机的船舶舵机系统动态仿真研究[D]. 霍学亮.大连海事大学 2007
[8]电动比例舵机的控制系统设计与分析[D]. 魏欣.南京理工大学 2007
[9]船舶航向智能模糊控制系统及其仿真[D]. 何俊杰.大连理工大学 2000
本文编号：3126696
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