船舶系统智能控制与仿真的研究

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1、大连海事大学硕士学位论文船舶系统智能控制与仿真的研究姓名：孙仁勇申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：郭晨2003.3.1摘要本文对于船舶柴油主机的建模及自动控制，混合智能控制算法及其仿真；船舶轮机仿真器中的基于单片机的船舶电站仿真并车同步表研制、船舶柴油主机遥控系统“AotoChief-4”的仿真软件界面及船舶自动舵控制软硬件系统的研制进行了比较详细的讨论。船舶主机遥控系统是现代船舶中的一种重要的自动化系统，而主机自动调速系统是主机遥控系统的核心部分之一。本文讨论了主机速度控制的两种实现方法；论文以实船应用的

2、MANB&W大型低速柴油机为母型，建立了柴油主机、螺旋桨、轴系一体化的简化数学模型，并对常规柴油主机肼调速系统进行了数字仿真。针对常规PI算法控制参数固定的缺点，笔者采用了一种变参数PID调速器，使柴油主机调速系统抗干扰性有较大改善，在应急工况下系统对于加、减速车令具有快速响应性。ff作者在查阅大量参考文献的基础上，针对船舶系统某被控对象，设计了三种智能控制算法。论文在标准模糊控制器基础上，采用加积分环节的模糊控制算法，自适应模糊控制算法，仿真运行的结果表明其控制效果要优于PID控制。另一种为模糊一神经混合智能控制器，它利用

3、模糊控制与神经网络的互补性，使控制器具有更好的性能。在该控制器设计过程中，作者为了克服常规BP算法存在局部最优的缺陷，给出一种变斜率优化方法，加快了学习过程。论文介绍了作者结合参加我校“211工程”重点项目“应用虚拟现实技术的轮机模拟器”的工作，研制完成了“船舶电站并车同步表”并在DMS．2000新型船舶轮机模拟器中获得成功应用。作者还讨论了结合参加导师的科研项目所完成的“AotoChief-4船舶柴油主机遥控系统”的仿真软件界面和“船舶混合智能控制系统”课题中的硬软件设计工作。，，_关键词：船舶主机遥控系统；调速器；模糊控

4、制；人工神经网络；同步表船舶自动舵AbstractInthisthesis，theintelligentcontrolandsimulationforsomemalinesystemshavebeendiscussedindetailasfollows．Theapproachesincludethemodeling．intelligentcontrolandsimulationformaindieselmarineengine，thedesigninganddevelopmentofasingle·chipcomputerb

5、asedsynchronous-meterutilizedinshippowetstationsimulationofmarineengineroomsimulatorDMS-2000，thesoftwareinterfaceofsimulationtotheshipmainengineremotecontrolsystemAotoChief-4andthehardwareandsoftwaredevelopmentfortheshipautopilotcontrolsystem．Theshipmainengineremot

6、econtrolsvstemiSoneofthemostimportantautomaticsystemsinthemodemships，andthemainenginespeedregulatingsystemisakeypartinit．11lecontrolalgorithmsofbothtraditionalandimelligentmain-enginespeedregulatoraleemphaticallydiscussedinthethesis．Theauthorestablishedansireplifie

7、dintegratedmathematicalmodelformarinemaindieselengine，screwpropellerandaxisserieswiththemothertypeoflargelOWspeeddieselMANB＆矿Thedigi“simulationsforP1speedregulatorarecompleted．AimatovercomingthedisadvantagesofconventionalPⅡ)controlalgorithm．whichadoptsfixed．paramet

8、ers．authorintroducesavariableparameters肋speedregulatorwhichgivesmuchimprovementonanti-disturbance．TlliScontrolsyrstemhasfastrespondencewhenincrea