X-Y航車系統(tǒng)的控制與分析.pdf

1、由計算機(jī)控制的X-Y航車是一種大型的平面運動機(jī)構(gòu)，X-Y航車可將耐波性水池和操縱性水池合二為一，二個學(xué)科可以在一個水池中試驗。利用航車可以開展海面處和近水面處的適航性和操縱性研究，同時兼顧穿梭式載人潛水器與新型水面艦船的適航性和操縱性、水下作業(yè)工具和海洋工程技術(shù)等方面的研究。而對X—Y航車運動控制技術(shù)的研究是對航車系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)和前提，一個穩(wěn)定可靠的調(diào)速控制系統(tǒng)是航車完成試驗任務(wù)的前提和保證。
　　 本文航車所用的調(diào)速系統(tǒng)是一個

2、復(fù)雜的非線性、時變強(qiáng)耦合的多變量高階系統(tǒng)。在傳統(tǒng)的調(diào)速控制系統(tǒng)中，廣泛采用經(jīng)典PID調(diào)節(jié)，雖然它有控制結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點，但由于Y航車在X航車上的橫向運動引起航車載重重心的變化，以及其它運行環(huán)境的多變性(如網(wǎng)壓等)及系統(tǒng)的強(qiáng)時變性，在實際的控制過程中，往往表現(xiàn)得力不從心，因此對控制算法有著較高的要求。
　　 論文以X-Y航車系統(tǒng)為研究對象。對X方向航車、Y方向航車和轉(zhuǎn)臺分別建立了動力學(xué)方程，通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)進(jìn)而得出了X-Y航車

3、的數(shù)學(xué)模型。為X-Y航車系統(tǒng)的性能測試和控制器的設(shè)計提供了一個有效的仿真平臺。
　　 調(diào)速系統(tǒng)若采用固定的PID參數(shù)，一方面參數(shù)的整定本身就較麻煩，另一方面不能滿足在不同偏差和偏差的變化率下，系統(tǒng)對PID參數(shù)的自整定要求，整個系統(tǒng)的適應(yīng)性和魯棒性將下降。就此本文首先提出了PID參數(shù)的模糊自整定并對控制器進(jìn)行了設(shè)計，控制器根據(jù)系統(tǒng)偏差和偏差的變化率，通過一定的模糊推理來自行調(diào)整PID參數(shù)。此種方法易于實現(xiàn)參數(shù)的自整定，可使PID控