船舶多航態(tài)對減搖鰭電伺服系統(tǒng)影響研究.pdf

1、本課題來源于哈爾濱工程大學(xué)211工程項(xiàng)目“減搖鰭電伺服系統(tǒng)試驗(yàn)裝置”課題?，F(xiàn)在的減搖鰭轉(zhuǎn)鰭驅(qū)動系統(tǒng)采用的是電液伺服系統(tǒng)。隨著減搖鰭電伺服系統(tǒng)也在加裝在船舶上，但是電伺服系統(tǒng)中的電機(jī)對于轉(zhuǎn)矩的控制比較嚴(yán)格。
　　 本文首先對船舶橫搖運(yùn)動進(jìn)行分析，目前研究船舶特性所采用的模型大都是線性的，線性模型運(yùn)算簡單，并在一定條件下完全可以替代實(shí)際系統(tǒng)復(fù)雜的動態(tài)非線性模型。但在波浪較大的情況下，用線性船舶模型進(jìn)行船舶橫搖運(yùn)動的研究其誤差很大，必

2、須考慮用非線性模型。
　　 然后介紹了振動薄翼理論Theodorsen理論。計(jì)算繞軸作正弦振動運(yùn)動的鰭的動態(tài)水動力系數(shù)，給出了振動薄翼理論的應(yīng)用，平板翼作正弦振蕩運(yùn)動水動力系數(shù)（即鰭水動力系數(shù)的振動解部分）的推導(dǎo)過程。
　　 接著通過對鰭軸上力矩的分析，給出減搖鰭在水中作復(fù)雜運(yùn)動時(shí)鰭軸上的力矩模型，并對鰭軸上所受的各種力矩分別進(jìn)行討論，給出實(shí)際的計(jì)算公式。對主要作用在減搖鰭上的三種力矩進(jìn)行詳細(xì)的推導(dǎo)，最后，把某艦上的減搖

3、鰭作為鰭的模型，對鰭的力矩曲線進(jìn)行了仿真，對多種航態(tài)下的轉(zhuǎn)鰭力矩進(jìn)行疊加仿真。
　　 最后針對電伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于遺傳PID整定的控制器，在MATLAB中建立系統(tǒng)仿真模型。在建模過程中，首先建立電機(jī)的仿真模型通過搭建的仿真模型，分別對常規(guī)PID和基于遺傳算法整定的PID控制算法控制下的系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析。結(jié)果表明：基于遺傳算法整定的PID控制方法在控制性能和魯棒性方面都大大優(yōu)于常規(guī)PID控制器，更能適應(yīng)高性能控制系統(tǒng)對系統(tǒng)品質(zhì)的要求