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《哈尔滨工程大学》 2009年
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拖轮液压拖缆机负荷控制系统的研究

李技云  
【摘要】: 进入21世纪,海洋逐渐成为全球石油勘探的重要领域,更多地从海洋开发石油,已成为中国石油发展的新战略之一。三用拖轮是海洋石油开采的重要参与者,目前国内三用拖轮的液压拖缆机还是采用手动操作,没有对液压拖缆机的参数进行实时监控,存在安全隐患。因此,可以在原来的控制系统基础上进行一些改进,嵌入一种具有自动释放缆绳、液压油温度自动调节和缆绳张力过载自动保护功能的负荷控制系统,以提高拖缆机的自动化程度和安全性能。 本文分析了液压拖缆机结构组成及工作原理,建立了拖缆机电液速度伺服系统的数学模型。针对被控对象具有大滞后、非线性的特点,控制方法选用模糊控制算法。 拖缆机负荷控制系统采取了上下位机结构。上位PC机采用Visual Basic软件编写负荷控制系统的监控界面。在监控界面上可以直接操纵拖缆机,另外监控界面具有实时显示拖缆机的工况参数、参数越限报警以及修改参数报警上下限、修改串口通信参数的功能。 下位机采用单片机,完成拖缆机工作参数的采集和显示,同上位机进行串口通信,以及输出对拖缆机的控制。根据实现功能将下位机硬件分为A/D转换电路、LCD显示电路、串口通信电路、输出控制电路。下位机软件采用C语言编写,软件程序采用模块化结构,按硬件实现的功能编写程序模块。并依据Mamdani算法离线计算得到模糊控制表,设计了模糊控制算法程序。 使用MATLAB软件设计液压拖缆机模糊控制系统的仿真模型,对仿真模型进行阶跃信号、方波信号、正弦信号的响应试验;并且引入干扰信号,观察控制器抗干扰的性能。仿真结果表明模糊控制应用于本系统具有无超调,稳态误差小,稳定性好以及对模型的适应性强的特点,可以满足系统的稳定性要求。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:U674.181

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