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船舶主机控制系统的设计与研究

杨洪  
【摘要】: 随着船舶网络化和智能化的不断发展,船舶一体化程度越来越高。本论文着重研究了整个船舶一体化控制网络下的一个分支系统—船舶主机控制系统。该系统以日本KANASASHI生产的SNO.1220型主机为研究对象,采用分布式结构,使监视、管理和控制集于一体,成功的实现了主机控制系统的各种功能,同时将模糊规则参数自整定PID控制算法应用于主机调速环节,大大提高了主机调速的品质,使船舶航行更加安全和快捷。 在系统的监视管理部分,主要实现主机运行重要数据、实时曲线、历史曲线、主机状态和实时报警信息的显示以及控制参数、报警限值的设置等功能;在控制部分,采用S7—300PLC(下位机)控制器,实现了主机的起动、换向、重复起动、重起动、调速、临界转速回避等功能,并且主机的一些重要信息和数据通过船舶局域网传送到船长和轮机长的办公室,使船长和轮机长能够清晰直观地得到主机的运行状态,根据显示的数据和各种参数及时做出正确的决策,确保船舶航行的安全。 主机的调速一直是主机控制系统的重点和难点,主机调速系统是一个复杂的系统,具有非线形、时变性、大时延的特点,而目前大部分船舶仍然使用的是传统的PID调速器,已经不能很好的适应主机调速的高品质要求。基于此,本文研究了一种基于模糊规则参数自整定PID控制器,可以根据主机转速的误差和误差变化率实现对PID参数的调整。在实验室条件下,通过仿真可以看出本控制器与传统的PID调速器相比,具有超调量小、过度过程时间短、振荡次数少、有较强的稳定性和鲁棒性的优点,更贴近主机调速系统的实际要求,有着广泛的应用前景和实用价值。


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