常規(guī)的pid控制器的算法和參數(shù)整定 數(shù)字pid參數(shù)整定及其仿真
上傳時(shí)間： 2016-05-30
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PID控制器結(jié)構(gòu)清晰，參數(shù)可調(diào)，適用于各種控制對(duì)象，PID控制器的核心思想是針對(duì)控制對(duì)象的控制需求，建立描述對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)PID參數(shù)整定實(shí)現(xiàn)在比例，微分，積分三個(gè)方面參數(shù)調(diào)整的控制策略來(lái)達(dá)到最佳系統(tǒng)響應(yīng)和控制效果
上傳時(shí)間： 2022-05-12
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隨著近年來(lái)傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展，多電機(jī)傳動(dòng)已被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于各種領(lǐng)域中。為了提高多電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能，以及滿足一些特定系統(tǒng)對(duì)于多電機(jī)精確同步的要求，多電機(jī)同步控制方法的研究也變得越來(lái)越重要。目前，有許多方法用來(lái)研究多電機(jī)同步控制策略，本文采用的是偏差耦合控制方法，利用模糊PID作為速度同步補(bǔ)償器的控制算法，使用遺傳算法來(lái)整定PID的參數(shù)范圍，解決了多電機(jī)同步控制系統(tǒng)中多電機(jī)速度的同步控制問(wèn)題。本文首先分析了多電機(jī)同步控制的原理及其特點(diǎn)，根據(jù)偏差耦合控制策略的優(yōu)點(diǎn)，確立了基于模糊PID補(bǔ)償器的多電機(jī)同步控制策略，提出了模糊PID補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)方法。其次，利用羅克韋爾實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的設(shè)備，構(gòu)造了一個(gè)與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)類似的試驗(yàn)環(huán)境，設(shè)計(jì)了電機(jī)同步控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在單個(gè)永磁同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了多電機(jī)同步控制。基于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，分別對(duì)硬件和軟件部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)，其中包括控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的組建和硬件連線的設(shè)計(jì)和對(duì)運(yùn)動(dòng)控制模塊進(jìn)行組態(tài)以及運(yùn)動(dòng)控制梯形圖的編制。根據(jù)本文設(shè)計(jì)的多電機(jī)同步控制方法在保證系統(tǒng)具有優(yōu)良抗干擾性能的同時(shí)，使系統(tǒng)獲得了較好的跟隨性能及同步跟蹤精度。經(jīng)過(guò)Matlab的仿真以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明了本文設(shè)計(jì)的控制算法的有效性和實(shí)用性。最后，總結(jié)了所做的研究工作，并對(duì)多電機(jī)同步控制系統(tǒng)中存在的其它問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析，以及對(duì)未來(lái)研究方向進(jìn)行了闡述。關(guān)鍵詞：多電機(jī)同步控制；：模糊PID；遺傳算法；永磁同步電動(dòng)機(jī)；偏差耦合控制
標(biāo)簽： 模糊PID補(bǔ)償器
上傳時(shí)間： 2022-06-18
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超聲波電機(jī)(Ultrasonic Motor簡(jiǎn)稱USM)是八十年代發(fā)展起來(lái)的新型微電機(jī)。本文針對(duì)超聲波電機(jī)及其控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),以我國(guó)研究技術(shù)相對(duì)比較成熟并有產(chǎn)業(yè)化前景的行波超聲波電機(jī)(Traveling-wave Ultrasonic Motor簡(jiǎn)稱TUSM)的伺服控制技術(shù)為研究對(duì)象,以直徑60mm的行波超聲波電機(jī)TUSM60為研究實(shí)例,在特性測(cè)試、動(dòng)穩(wěn)態(tài)性能分析,辨識(shí)模型建立、控制策略與控制算法的選擇與實(shí)現(xiàn)等方面展開(kāi)研究。本論具體的研究?jī)?nèi)容為： 在分析超聲波電機(jī)研究歷史和現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,結(jié)合國(guó)內(nèi)外超聲波電機(jī)特別是行波超聲波電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),重點(diǎn)論述了行波超聲波電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)的研究進(jìn)展。 介紹行波超聲波電機(jī)的基本結(jié)構(gòu),并從該電機(jī)的主要理論基礎(chǔ)--壓電原理、行波合成、接觸模型出發(fā),分析了行波超聲波電機(jī)定子質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程.并結(jié)合定轉(zhuǎn)子摩擦接觸特點(diǎn),分析了行波超聲波電機(jī)的運(yùn)行機(jī)理。 根據(jù)對(duì)行波超聲波電機(jī)測(cè)試和高精度控制的要求,研制出基于雙DSP和FPGA的超聲波電機(jī)高性能測(cè)試控制平臺(tái)。其中控制核心采用了雙DSP結(jié)構(gòu),可以在對(duì)行波超聲波電機(jī)進(jìn)行控制的同時(shí),將必要的參數(shù)讀取出來(lái)進(jìn)行分析和研究。為行波超聲波電機(jī)瞬態(tài)特性分析以及控制策略、控制算法的深入研究打下了基礎(chǔ)。 對(duì)電機(jī)的瞬態(tài)、穩(wěn)態(tài)特性進(jìn)行的測(cè)試,可以分析驅(qū)動(dòng)頻率、電壓以及相位差等調(diào)節(jié)量對(duì)電機(jī)輸出的影響。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步對(duì)行波超聲波電機(jī)的調(diào)節(jié)方式、控制算法選擇方面進(jìn)行分析,并得到相應(yīng)結(jié)論。 通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的總結(jié)和歸納,利用系統(tǒng)辨識(shí)中的非參數(shù)方法,建立在特定頻率條件下的近似線性模型。在行波超聲波電機(jī)工作范圍內(nèi),辨識(shí)若干組不同頻率條件下的近似線性模型,將這些模型的參數(shù)進(jìn)行二維或三維擬合,可以得到一個(gè)關(guān)于行波超聲波電機(jī)傳遞函數(shù)的模型。辨識(shí)模型的建立為合理的選擇和優(yōu)化控制參數(shù),控制效果的驗(yàn)證等提供了行之有效的手段。 在對(duì)行波超聲波電機(jī)的速度控制、位置控制展開(kāi)的研究中.首先利用遺傳算法對(duì)常規(guī)PI恒轉(zhuǎn)速控制的控制參數(shù)整定及修正方法進(jìn)行了研究；利用神經(jīng)元的在線自學(xué)習(xí)能力,研究和設(shè)計(jì)單神經(jīng)元PID-PI轉(zhuǎn)速控制器,提高控制系統(tǒng)對(duì)電機(jī)非線性和時(shí)變性的適應(yīng)能力；為了消除在伺服控制中,單一調(diào)節(jié)量(驅(qū)動(dòng)頻率)情況下,低轉(zhuǎn)速的跳躍問(wèn)題,研究和討論了多調(diào)節(jié)量分段控制方法,并利用模糊控制對(duì)控制方法的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證；在位置控制中,利用轉(zhuǎn)速控制研究的結(jié)果,研究和設(shè)計(jì)了位置--速度雙環(huán)(串級(jí))控制器,實(shí)現(xiàn)了電機(jī)高精度位置伺服控制。 通過(guò)對(duì)已有控制系統(tǒng)的改進(jìn)和簡(jiǎn)化,設(shè)計(jì)和研制了具有實(shí)用化價(jià)值行波超聲波電機(jī)控制器：并將研究成果應(yīng)用于針對(duì)核磁成像設(shè)備而設(shè)計(jì)的行波超聲波電機(jī)隨動(dòng)控制系統(tǒng)中,同時(shí)嘗試了將該控制器用于高精度X-Y兩維定位平臺(tái)。
上傳時(shí)間： 2013-07-13
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近年來(lái)，由于能源危機(jī)和環(huán)境污染，世界各國(guó)均在投巨資發(fā)展燃料電池汽車。雙向DC/DC變換器作為燃料電池汽車的中重要部件，需要隨著行駛狀態(tài)的改變，頻繁地切換其工作狀態(tài)，其動(dòng)態(tài)性能好壞，直接決定汽車動(dòng)力系統(tǒng)的響應(yīng)速度。本文主要致力于對(duì)DC/DC變換器在不同控制策略下的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行研究，并在保證其穩(wěn)態(tài)性能的前提下提高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能。 本文首先研究了線性控制策略下DC/DC變換器的動(dòng)態(tài)性能。介紹了閉環(huán)控制系統(tǒng)在頻域和時(shí)域的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)以及二者之間的關(guān)系。當(dāng)系統(tǒng)受到外部干擾較小時(shí)，采用頻域分析方法，對(duì)Buck和Boost變換器進(jìn)行了小信號(hào)建模，并對(duì)其在不同線性補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)控制作用下的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行對(duì)比分析。當(dāng)系統(tǒng)受到較大干擾時(shí)，采用時(shí)域分析方法，文中介紹了DC/DC變換器大信號(hào)建模方法，并對(duì)PID參數(shù)在工程上整定方法加以分析。 DC/DC變換器是一非線性系統(tǒng)，應(yīng)用線性控制策略不可避免地存在一定局限性—?jiǎng)討B(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能之間的矛盾。針對(duì)這一問(wèn)題，引入了模糊—PI控制，將其應(yīng)用于DC/DC變換器，以在保持系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能不變的前提下，提高其動(dòng)態(tài)性能。以Buck DC/DC變換器為例，詳細(xì)介紹了模糊-PI控制器的設(shè)計(jì)過(guò)程，并對(duì)設(shè)計(jì)的閉環(huán)控制系統(tǒng)用MATLAB進(jìn)行建模與仿真。最后，通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比驗(yàn)證了模糊—PI控制的有效性。 和線性控制策略相比，模糊—PI控制在一定程度上提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，但效果有限。本文引入了另一種非線性控制策略——滑模控制策略。滑模控制策略是目前動(dòng)態(tài)性能最好的控制策略之一，可以極佳地發(fā)揮系統(tǒng)的硬件潛能。 本文首先介紹了滑模控制相關(guān)知識(shí)，推導(dǎo)了其應(yīng)用于Buck和Boost變換器的理論基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)出針對(duì)不同被控對(duì)象和工作狀態(tài)的控制策略，對(duì)每種控制策略通過(guò)仿真分析驗(yàn)證其有效性。就滑模控制存在的靜差問(wèn)題、抖振問(wèn)題和變頻問(wèn)題均提出了行之有效的解決方案。快速響應(yīng)特性
上傳時(shí)間： 2013-08-01
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本文分析了永磁同步直線電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行機(jī)理與運(yùn)行特性，并通過(guò)坐標(biāo)變換，分別得出了電機(jī)在a—b—c，α—β、d—q坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。針對(duì)永磁同步直線電機(jī)模型的非線性與耦合特性，采用了次級(jí)磁場(chǎng)定向的矢量控制，并使id=0，不但解決了上述問(wèn)題，還實(shí)現(xiàn)了最大推力電流比控制。為了獲得平穩(wěn)的推力，采用了SVPWM控制，并對(duì)它算法實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究。 針對(duì)速度環(huán)采用傳統(tǒng)PID控制難以滿足高性能矢量控制系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)PID控制和模糊控制理論的研究，將兩者相結(jié)合，設(shè)計(jì)出能夠在線自整定的模糊PID控制器。將該控制器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的PID控制器應(yīng)用于速度環(huán)，以提高系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)性能。 在以上分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了永磁同步直線電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的軟、硬件。其中電流檢測(cè)采用了新穎的電流傳感器芯片IR2175，以解決溫漂問(wèn)題；速度檢測(cè)采用了增量式光柵尺，設(shè)計(jì)了與DSP的接口電路，通過(guò)M/T法實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的測(cè)速。最后在Matlab/Simlink下建立了電機(jī)及其矢量控制系統(tǒng)的仿真模型，并對(duì)分別采用傳統(tǒng)PID速度控制器和模糊PID速度控制器的系統(tǒng)進(jìn)行仿真，結(jié)果表明采用模糊PID控制具有更好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能，能有效的抑制暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)下的推力脈動(dòng)，對(duì)于負(fù)載擾動(dòng)具有較強(qiáng)的魯棒性。
上傳時(shí)間： 2013-07-04
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貴州電解鋁廠供電四車間廠房?jī)?nèi)變壓器、整流柜、電容等設(shè)備種類繁多,同系列設(shè)備安放距離跨度較大.這些電力電子器件長(zhǎng)期運(yùn)行導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部某些連接點(diǎn)絕緣介質(zhì)老化,甚至脫落.這種現(xiàn)象單憑肉眼很難觀察,該廠對(duì)此問(wèn)題的解決方法為:技術(shù)工人攜帶小型紅外探測(cè)儀定期采集上述器件的某些連接點(diǎn),從紅外圖像數(shù)據(jù)得出溫度數(shù)據(jù)以此判斷器件工作是否處于良好狀態(tài).由于人為因素,工人不一定能全部獲取所有連接點(diǎn)數(shù)據(jù).可見(jiàn),此方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力,還存在隱患. 針對(duì)現(xiàn)行探測(cè)方法存在的弊端,依托"中鋁貴州分公司電解鋁廠整流所安全運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)"項(xiàng)目,利用一臺(tái)直線行走的智能小車停靠在已選擇的定位點(diǎn)處監(jiān)測(cè)車間的電器設(shè)備,因此這就涉及到了監(jiān)控小車的精準(zhǔn)定位問(wèn)題.本文以卞位機(jī)智能監(jiān)控小車為研究對(duì)象,采用模糊PID控制技術(shù)對(duì)PLC發(fā)出的脈沖頻率進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié),依據(jù)脈沖頻率誤差E和誤差變化率EC的變化對(duì)PID控制的參數(shù)進(jìn)行自整定,實(shí)現(xiàn)對(duì)小車速度的模糊控制,從而實(shí)現(xiàn)了小車的精準(zhǔn)定位,為上位機(jī)的監(jiān)控工作做好了準(zhǔn)備. 論文第一章介紹了電解鋁廠供電車間的供電情況,分析了小車定位精準(zhǔn)的重要性,介紹了本文的研究?jī)?nèi)容.第二章對(duì)小車主要結(jié)構(gòu)的硬件設(shè)計(jì)作了介紹.第三章論述了小車的運(yùn)動(dòng)控制,從分析步進(jìn)電機(jī)的矩頻特性和數(shù)學(xué)模型入手,介紹了小車的啟停控制和運(yùn)動(dòng)中的測(cè)速.第四章論述了小車的精準(zhǔn)定位方法,介紹了模糊PID控制器設(shè)計(jì),重點(diǎn)介紹了模糊PID控制算法的程序設(shè)計(jì).第五章列舉了實(shí)際運(yùn)行調(diào)試中出現(xiàn)的幾種問(wèn)題,介紹了相應(yīng)的控制方法加以克服.第六章對(duì)論文進(jìn)行了總結(jié).
標(biāo)簽： 直線 智能監(jiān)控 定位
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)永磁同步電機(jī)控制精度的要求越來(lái)越高。尤其是在機(jī)器人、航空航天、精密電子儀器等對(duì)電機(jī)性能要求較高的領(lǐng)域，系統(tǒng)的快速性、穩(wěn)定性和魯棒性能好壞成為決定永磁同步電機(jī)性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)。傳統(tǒng)電機(jī)系統(tǒng)通常采用PID控制，其本質(zhì)上是一種線性控制，若被控對(duì)象具有非線性特性或有參變量發(fā)生變化，會(huì)使得線性常參數(shù)的PID控制器無(wú)法保持設(shè)計(jì)時(shí)的性能指標(biāo)；在確定PID參數(shù)的過(guò)程中，參數(shù)整定值是具有一定局域性的優(yōu)化值，并不是全局最優(yōu)值。實(shí)際電機(jī)系統(tǒng)具有非線性、參數(shù)時(shí)變及建模過(guò)程復(fù)雜等特點(diǎn)，因此常規(guī)PID控制難以從根本上解決動(dòng)態(tài)品質(zhì)與穩(wěn)態(tài)精度的矛盾。永磁同步電機(jī)是典型的多變量、參數(shù)時(shí)變的非線性控制對(duì)象。先進(jìn)控制方法(諸如智能控制、優(yōu)化算法等)研究應(yīng)用的發(fā)展與深入，為控制復(fù)雜的永磁同步電機(jī)系統(tǒng)開(kāi)辟了嶄新的途徑。由于先進(jìn)控制方法擺脫了對(duì)控制對(duì)象模型的依賴，能夠在處理不精確性和不確定性問(wèn)題中有可處理性、魯棒性，因而將其引入永磁同步電機(jī)控制已成為一個(gè)必然的趨勢(shì)。本文根據(jù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的不同，選取相應(yīng)的先進(jìn)控制方法，并與PID控制相結(jié)合，對(duì)永磁同步電機(jī)各方面性能進(jìn)行有針對(duì)性的優(yōu)化，最終使其控制精度得到顯著的提高。為達(dá)到對(duì)永磁同步電機(jī)進(jìn)行性能優(yōu)化的研究目的，文中首先探討了正弦波永磁同步電機(jī)和方波永磁同步電機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)及控制機(jī)理，通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型，對(duì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了整體分析。針對(duì)永磁同步電機(jī)非線性、強(qiáng)耦合的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了矢量控制方式下的永磁同步電機(jī)閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。結(jié)合常規(guī)PID控制，將模糊控制、遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和人工免疫等多種先進(jìn)控制方法應(yīng)用于永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和同步傳動(dòng)系統(tǒng)的控制器設(shè)計(jì)中，以滿足不同控制系統(tǒng)對(duì)電機(jī)動(dòng)、靜態(tài)性能的要求以及對(duì)調(diào)速性能或跟隨性能的側(cè)重。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用先進(jìn)控制方法的永磁同步電機(jī)具有較好的動(dòng)態(tài)性能、抗擾動(dòng)能力以及較強(qiáng)的魯棒性能；與傳統(tǒng)PID控制相比，系統(tǒng)的控制精度得到了明顯提高。研究結(jié)果驗(yàn)證了先進(jìn)控制方法應(yīng)用于永磁同步電機(jī)性能優(yōu)化的有效性和實(shí)用性。
標(biāo)簽： 先進(jìn)控制 永磁同步電機(jī) 性能優(yōu)化
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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減搖鰭是船舶與海洋工程中的一種重要系統(tǒng)，目前已在多種船舶中廣泛應(yīng)用。減搖鰭對(duì)于提高船舶耐波性，增加船舶使用壽命，改善設(shè)備與人員的工作條件，提高艦艇的戰(zhàn)斗力具有重要作用。減小船舶橫搖是目前船舶運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的重要課題之一。本文以船舶減搖鰭系統(tǒng)作為研究對(duì)象，重點(diǎn)講述了基于ARM處理器的減搖鰭控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案。 減搖鰭系統(tǒng)目前大多采用基于力矩對(duì)抗原理的PID控制器。控制器的性能對(duì)船舶自然橫搖周期和無(wú)因次橫搖衰減系數(shù)有著很大的依賴關(guān)系。由于船舶橫搖運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性、非線性、時(shí)變性和海況的不確定性，經(jīng)典PID控制難以獲得滿意的控制效果。采用先進(jìn)的控制策略是解決這一問(wèn)題的有效方法。本論文將模糊控制與PID控制相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了無(wú)須精確的對(duì)象模型，只須將操作人員和專家長(zhǎng)期實(shí)踐積累的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)用控制規(guī)則模型化，然后用模糊推理在線辨識(shí)對(duì)象特征參數(shù)，便可對(duì)PID參數(shù)實(shí)現(xiàn)自整定。另外，浪級(jí)調(diào)節(jié)器做為減搖鰭控制器的一個(gè)重要組成部分，本論文也對(duì)其設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，提出了一種基于海浪譜估計(jì)的浪級(jí)調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)方法，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)浪級(jí)調(diào)節(jié)器不能充分利用海浪信息的不足。 目前大多數(shù)的減搖鰭控制器使用單片機(jī)作為主處理器或者以工控機(jī)為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)而來(lái)的，前者集成度不高，穩(wěn)定性也不好，而后者成本較高。因此，本課題設(shè)計(jì)了一款新型的基于ARM處理器的減搖鰭控制器，解決了上述問(wèn)題。該系統(tǒng)主要由硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)兩部分組成。硬件平臺(tái)主要包括基于飛利浦公司的LPC2214的控制器核心電路和輔助實(shí)現(xiàn)控制的驅(qū)動(dòng)電路；軟件平臺(tái)主要是基于ARM的軟件，包括啟動(dòng)代碼和應(yīng)用程序。 研究結(jié)果表明：開(kāi)發(fā)的嵌入式減搖鰭控制系統(tǒng)不僅具有集成度高、性價(jià)比高、性能優(yōu)越、抗干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、實(shí)時(shí)性高等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)更能夠適應(yīng)減搖鰭控制系統(tǒng)智能化的發(fā)展趨勢(shì)，所以該減搖鰭控制器具有很好的使用價(jià)值及意義。
上傳時(shí)間： 2013-07-10
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課題分析了目前國(guó)內(nèi)外減搖鰭控制技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀，重點(diǎn)講述了基于ARM處理器的減搖鰭控制器的功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案。 減搖鰭是一種由微機(jī)控制的自動(dòng)化程度很高的船舶減搖裝置。減搖鰭控制系統(tǒng)根據(jù)人為輸入的信號(hào)和來(lái)自鰭本身的反饋信號(hào)，及時(shí)輸出不同的控制指令，控制鰭轉(zhuǎn)動(dòng)到期望的角度，達(dá)到減小船舶橫搖的目的。但目前大多數(shù)的減搖鰭控制器使用單片機(jī)作為主處理器或者以工控機(jī)為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)而來(lái)的，前者集成度不高，穩(wěn)定性也不好，而后者成本較高。因此，課題設(shè)計(jì)了一款新型的基于ARM嵌入式處理器的嵌入式減搖鰭控制器，解決了上述問(wèn)題。 該系統(tǒng)主要由硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)兩部分組成。硬件平臺(tái)主要包括基于飛利浦公司的LPC2290的控制器核心電路和輔助實(shí)現(xiàn)控制的驅(qū)動(dòng)電路；軟件平臺(tái)主要是基于ARM的軟件，包括啟動(dòng)代碼和應(yīng)用程序；為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，同時(shí)也采取了一些保證系統(tǒng)可靠性的措施。 目前，減搖鰭系統(tǒng)大多采用基于力矩對(duì)抗原理的PID控制器。由于船舶橫搖運(yùn)動(dòng)的非線性、復(fù)雜性、時(shí)變性以及海況的不確定性，經(jīng)典PID控制很難獲得令人滿意的控制效果。因此，如何實(shí)現(xiàn)PID參數(shù)的自整定就顯得猶為重要。模糊控制事先不需要獲知對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型，而是基于人類的思維以及經(jīng)驗(yàn)，用語(yǔ)言規(guī)則描述控制過(guò)程，并根據(jù)規(guī)則去調(diào)整控制算法或控制參數(shù)。本論文將模糊控制與PID控制相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了無(wú)須精確的對(duì)象模型，只須將操作人員和專家長(zhǎng)期實(shí)踐積累的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)用控制規(guī)則模型化，然后用模糊推理在線辨識(shí)對(duì)象特征參數(shù)，實(shí)時(shí)改變控制策略，便可對(duì)PID參數(shù)實(shí)現(xiàn)最佳調(diào)整。 研究結(jié)果表明：采用該控制手段能較好的滿足設(shè)計(jì)要求，開(kāi)發(fā)的嵌入式減搖鰭控制系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)合理、集成度高、性價(jià)比高、性能優(yōu)越、抗干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、實(shí)時(shí)性高等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)能夠適應(yīng)減搖鰭控制系統(tǒng)智能化的發(fā)展趨勢(shì)，所以該減搖鰭控制器具有很好的使用價(jià)值及意義。
上傳時(shí)間： 2013-06-06
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