發(fā)布時(shí)間：2018-06-02 23:47

  本文選題：拋繩救助設(shè)備 + PID控制��； 參考：《大連海事大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：本文對(duì)拖帶救助中廣泛使用的拋繩救助設(shè)備進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),包括對(duì)穩(wěn)定平臺(tái)與高壓氣動(dòng)拋繩器的控制。穩(wěn)定平臺(tái)由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng),可在載體姿態(tài)劇烈變化時(shí)使被穩(wěn)定對(duì)象相對(duì)某慣性空間始終保持水平或者某特定姿態(tài),高壓氣動(dòng)拋繩器可利用高壓氣體對(duì)救援彈體進(jìn)行遠(yuǎn)距離自動(dòng)拋射。針對(duì)海上救助中因船體的劇烈搖晃及海上大風(fēng)造成引纜成功率低下的現(xiàn)狀,提出在保證穩(wěn)定平臺(tái)控制精度的前提下,對(duì)風(fēng)力因素造成的彈體橫向偏移通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)射角度進(jìn)行彌補(bǔ),以保證氣動(dòng)拋繩器的拋射精度,進(jìn)而保證救援成功率。本文在對(duì)現(xiàn)有三自由度穩(wěn)定平臺(tái)的主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上提出了對(duì)符合課題要求的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路,并對(duì)硬件電路進(jìn)行設(shè)計(jì)和搭建。在俯仰、橫滾方向利用陀螺儀敏感載體擾動(dòng),控制器內(nèi)采用PID算法驅(qū)動(dòng)框架上的伺服電機(jī);在航向角方向由操作人員通過(guò)觀察攝像儀采集的圖像,驅(qū)動(dòng)底座上的交流電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng),使拋繩器對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)船只。在對(duì)彈體在飛行過(guò)程中受力情況進(jìn)行簡(jiǎn)化后,利用MATLAB對(duì)彈體的外彈道進(jìn)行建模與仿真,得出彈體落點(diǎn)在受到環(huán)境因素影響后產(chǎn)生的橫向偏移。最后,對(duì)各種環(huán)境條件時(shí)為彌補(bǔ)橫向偏移上平臺(tái)需轉(zhuǎn)動(dòng)的最優(yōu)偏移角進(jìn)行求解。最終對(duì)拋繩救助設(shè)備性能進(jìn)行測(cè)試。穩(wěn)定平臺(tái)在載體擾動(dòng)達(dá)到12°時(shí)可保持在1°范圍內(nèi),彈體橫向偏移的實(shí)際值與理論值誤差在10%以內(nèi)。
[Abstract]:In this paper, the control system of wire-throwing equipment widely used in towing rescue is designed, including the control of stable platform and high-pressure pneumatic wire-throwing device. The stable platform is driven by servo motor, which can keep the stabilized object level or a certain attitude relative to a certain inertial space when the attitude of the carrier changes dramatically. High-pressure pneumatic rope-throwing device can use high-pressure gas to carry out long-distance automatic ejection to the rescue projectile. In view of the low success rate of cable diversion caused by the violent shaking of the hull and the strong wind at sea in the rescue at sea, this paper puts forward that the control accuracy of the stable platform should be guaranteed. The lateral offset caused by wind force factor is compensated by adjusting the launching angle to ensure the ejection accuracy of the pneumatic rope thrower and the success rate of rescue. Based on the analysis of the main structure of the existing three-degree-of-freedom stable platform, this paper puts forward the design idea of the control system which meets the requirements of the subject, and designs and builds the hardware circuit. In pitch, roll direction using gyroscope sensitive carrier disturbance, the controller uses PID algorithm to drive the servo motor on the frame. Drive the AC motor on the base to turn the rope thrower at the target ship. After simplifying the force situation of the projectile during flight, the external trajectory of the projectile is modeled and simulated by MATLAB, and the lateral deviation of the falling point of the projectile is obtained after being affected by the environmental factors. Finally, the optimal angle of the platform rotation in order to make up for the lateral migration is solved under various environmental conditions. Finally, the performance of rope throwing rescue equipment is tested. The stability platform can be kept in the range of 1 擄when the carrier disturbance reaches 12 擄, and the error between the actual value and the theoretical value of the lateral migration of the projectile is less than 10%.
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP273

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1970644