一种基于PID算法的ROV运动控制研究.pdf

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1、袁晓字(中国船舶重工集团公司第七一O研究所。湖北宜昌443003)·种基动控制研究NumericPIDleSailingControl摘要：ROV(水下机器人)运动时往往表现出不确定性，其精确的数学模型难以络、模糊控制、自适应控制等多种智能控制技术；但智能控制的建立，很难通过软件仿真确定PID的控制参数，作者采用数字PID算法，运用参数调试繁琐，且适应性不强，还未在工程实际应用中得到普及工程试凑法对PID控制参数进行整定，水下机器人的深度控制和高度控制采用[1112113][41。PID调节器是连续系统中技术最

2、成熟，使用最广泛的一垂直推进电机和水平舵机相结合的控制方式，航向控制采用水平推进电机控种调节器，这是由于该调节器具有结构简单、参数整定方便、易制方式；通过对某水下机器人的水库试验，整定出了比较优化的PID参数，试验结果表明了该方法的可行性和有效陛，系统动、静态品质好。于工业实现、适用面广等优点。随着计算机技术迅猛发展，由计关键词：水下机器人，数字PID；闭环控制算机实现的数字PID控制器正在逐步取代模拟PID控制器。对于传统的基于精确模型的控制系统，我们通常可以通过计算得到控制Abstract：Remotely

3、oper~edvehicleoftenbehavesuncertainly．Itisdifficult参数。对于无精确控制模型的系统，在工程上通常采用试凑的方tobuilditsmathematicsmodelandtogetcontrolparameterbyemulating．法，反复试验，直到得到一组比较优化的参数。WeadoptNumericPIDcontrolstrategies，anduseengineeringmethodtogetcontrolparametersWechoosevertical

4、electromotorandruddercontrolmodetocontroldepthandaltitude，andchoosehorizontalelectromotortocontrolcourse．2数字PID的增量型控制算法Finallywechoosesaremotelyoperatedvehiclecontrolobjectandmakelake在模拟系统中，算法的表达式为：experiments．TheresultsshowthatthecontroleffectofNumericPIDis

5、good．Keywords：Remotelyoper~edvehicle；NumericPID；Closedloopcontrol∽+』]式中，P(f)为调节器输出信号；e(f)为调节器的偏差信号，它等于测量值与给定值之差；P为调节器的比例系数；，为调节器的积分时间；D为调节器的微分时间。由于计算机控制是-@采样控制，它只能根据采样时刻的偏差值来计算控制量。因此，在计算机控制系统中，必须首先对式1水下机器人运动控制中存在的问题(1)进行离散化处理，用数字形式的差分方程代替连续系统的微分水下机器人是一个非常复杂的

6、系统，要建立精确的数学运动方程。模型是非常困难的，从而难以通过计算机仿真确定其控制参数。为了用数字形式的差分方程代替连续系统的微分方程，便于随着控制技术的不断发展，智能控制技术不断涌现，如神经网计算机实现，将积分项和微分项近似用求和及增量式表示：76苗痂咀监AUTOMATIONPANORAMA2012．7140120级，一旦AIC410和FICo03自动切除串级，需查明情况再投运。100(2)经常检查空气压缩机101一J的出口压力P10048~Z．段炉各型8O点温度。．匣60(3)注意空／碳F10415~示变化

7、与报警信息，进一步判断加入搐40的空气流量是否进人一段炉的原料气相一致。2OO5系统投运效果l163I4661769110612113615116618119621122624125627I：时间(秒)；合成回路氢氮比控制是大型合成氨装置提高氨产量、降低能耗的关键一环。该设计方案投运几年来，氢氮比先进节能控制系图6潜航体航向保持100度时航向／时间曲线统能根据工厂负荷的波动，能够克服大时滞现象，具有很好的自适应能力和抗干扰能力，调节品质和控制特性优良，并具有可靠5结束语的安全保护措施，操作简单、方便。既保证了氢

8、氮比调节质量，采用数字PID算法，通过实验验证了潜航体航行的实际性；又使二段炉温度波动小。当总碳流量降低时，快速减少空气量，能，采用两个水平推进电机控制潜航体的前进、后退，采用两个：不致引起进入二段炉的空气过多造成设备超温，而当总碳流量增垂直推进电机和一套水平舵机综合控制潜航体的上升和下潜。试；加时，使进入二段炉的空气量平稳地递增，避免造成系统波动。验分别验证了采用垂直推进电机、垂直推