文档介绍：分类号: 密级: U D C : 编号: 工学硕士学位论文全垫升气垫船垫升压力控制方法研究硕士研究生:王建琴指导教师:付明玉教授学科、专业:控制理论与控制工程论文主审人:丁福光教授哈尔滨工程大学 2013年3月分类号: 密级: U D C : 编号: 工学硕士学位论文全垫升气垫船垫升压力控制方法研究硕士研究生:王建琴指导教师:付明玉教授学位级别:工学硕士学科、专业:控制理论与控制工程所在单位:自动化学院论文提交日期:2012年12月26日论文答辩日期:2013年3月10日学位授予单位:哈尔滨工程大学 Classified Index: : A Dissertation for the Degree of The Research on Air Cushion Pressure Control Methods of ACV Candidate: Wang Jianqin Supervisor: Prof. Fu Mingyu Academic Degree Applied for: Masterof Engineering Specialty: Control Theoryand Control Engineering Date of Submission: Date of Oral Examination: University: Harbin Engineering University 哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签字): 日期: 年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定,即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索,可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文,可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文(□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后)由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者(签字): 导师(签字): 日期: 年月日年月日全垫升气垫船垫升压力控制方法研究摘要全垫升气垫船是一种高性能船舶,船体全部由气垫支撑与水(地)面完全脱离,采用空气推进器作为动力,具有独特的水陆两栖性。在全垫升气垫船的航行过程中,垫升压力的稳定性对全垫升气垫船的操纵性和安全航行具有重要意义,所以对全垫升气垫船的垫升压力控制方法进行研究具有重要意义。传统PID控制算法由于其简单实用性,可以很好地应用在垫升压力的控制中,但是传统PID控制方法缺乏自适应性,受系统参数改变和环境海浪扰动的影响,很难达到较好的控制效果。本文通过研究粒子群优化算法,提出基于改进粒子群优化算法的自适应PID 控制方法,对全垫升气垫船垫升压力进行控制。为了解决垫升系统中存在的输入到输出的延迟问题,本文引入灰色预测模型,预测将来时刻的垫升压力,达到对垫升压力进行超前校正的目的。国内外对气垫船垫升压力控制的研究几乎没有,本文首次采用基于灰色理论的改进PSO-PID控制方法实现对气垫船垫升压力的控制。本文以某型全垫升气垫船作为研究对象,建立六自由度运动数学模型和垫升系统的流量压力数学模型,设计基于 GM(1,1)的改进PSO-PID控制器,对垫升压力进行控制,具体的研究内容如下: 首先,建立全垫升气垫船六自由度操纵运动数学模型。对全垫升气垫船的各个模块进行建模,在固定坐标系下列出全垫升气垫船六自由度运动方程,将其转换到运动坐标系中,完成了气垫船六自由度运动仿真模型的建立,并通过直航特性和回转特性等仿真实验验证了模型的正确性。其次,建立了垫升系统的数学模型,分析系统各个组成部分的流量压力平衡关系, 建立流量平衡方程,并且通过横倾和纵倾模型限制仿真实验,验证垫升系统数学模型的正确性。然后,基于垫升系统的流量压力数学模型,设计基于GM(1,1)模型的改进PSO-PID 控制器。根据垫升压力的历史数据,预测垫升压力未来时刻的输出值,与理想压力作差作为改进PSO-PID控制器的输入。并且根据差值,采用粒子群优化算法,对PID的三个参数进行自整定。最后,为了验证本文所提出的控制