潜器全方位推进器主轴控制系统研究

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文摘要潜器是海洋开发与研究的重要工具之一，目前正朝着轻量化和小型化的方向发展。全方位推进器通过控制螺旋桨叶片螺距角的周期性变化，可以产生前后、上下、左右六个方向的推力，采用全方位推进器可以减少潜器所需推进器的数目，从而减少潜器本身的重量及体积，因而具有广阔的工程实用前景。与传统潜器推进器相比，全方位推进器运动规律更为复杂，控制系统的建模和设计与以往有较大区别。本论文的主要工作围绕全方位推进器主轴控制系统的研究展开。对全方位推进器的工作原理、水动力的性能和受力情况进行了详细的分析。对螺旋桨负载和电机转动力矩进行估算，结合该控制系统的要求，确定永磁同步电机调速控制方案

2、为矢量控制。电机的转矩控制最终归结为交直轴电流的控制，结合本课题所采用的面装式永磁同步电机，选用0=0的转子磁场定向矢量控制方法。按照自动控制系统调节器的工程设计方法，完成系统电流环和速度环的设计。针对该系统具有非线性、时变性和外扰影响的特点，本文采用了模糊自适应PI控制器。并对模糊自适应PI控制系统进行了仿真，结果表明该控制策略相对于常规PI控制策略能有较好的控制效果，并可提高系统的抗负载干扰能力和系统响应的快速性。关键词：全方位推进器；永磁同步电机；矢量控制；模糊控制哈尔滨工程大学硕士学位论文ABSTRACTSubmarineisakindofimportantfacilitiesi

3、noceanexploitationandresearch．Withthedevelopmentofsubmarineitrequireslighter,smallerfittings．andmeanwhilemustsatisfythemaneuverabilitydemand．r111eVariablePropellerisa妊ndofspecificpropellerthatiscapableofcontinuouslygeneratinganydegreeofthrustinanythreedimensionaldir；ectionbyvaryingblades’pitchesc

4、yclicallyintheprocessofrotation．ByusingVariableVectorPropeller,itisabletoreducepropellersandconsequentlytocontributetothecompactnessandthelightweightofROV,ete．VariableVectorPropellerCanbebroadlyappliedinSubmarine．Comparedwitlltraditionalpropeller,VariableVectorPropellerhasmorecomplicatedoperation

5、alprinciple．nemodelandcontrollerdesignofVariableVectorPropellerisverydifferentfromthatoftraditionalpropeller．TllispaperisaimingatprincipalaxiscontrolsystemonVariableVectorPropellerofSubmarine．ItanalyseselementandperformanceofVariableVectorPropeller．T11ispaperisestimatedtotheloadofpropellerandturn

6、momemofmotor．Tomeetthedemandofcontrolsystem，thevectorcontroltechniqueischosenasthecontrolstrateg)，ofpermanentmagnetsynchronoussystem．netorquecontrolofmotorisactuallycurrentcontrolofdandqaxe．Itsuggeststhattherotorfield-orientationvectorenntrolofid=OCanbechosen,inviewofthesurfacemountedPMSMusedinth

7、eitem．neelectriccurrentloopandspeedloopofthesystemweredesignedwiththehelpofengineeringdesignmethodofautomationsystemregulator．Aimatthenonlinearityandslowtimevaryingandchangingdisturberandsuchcharacteristic，wechoosetheF