基于PLC的模糊控制在船舶主机调速系统的应用.pdf

### 基于PLC的模糊控制在船舶主机调速系统的应用 #### 一、引言 可编程控制器（PLC）作为一种灵活、便捷、高效的自动化控制设备，在工业控制领域得到了广泛应用，特别是在需要高实时性和可靠性的环境中，如船舶主机调速系统。模糊控制作为智能控制的一个分支，因其高度仿人的智能特性以及对精确数学模型的不依赖性，成为提升船舶主机调速系统性能的关键技术之一。本文将深入探讨基于PLC的模糊控制在船舶主机调速系统中的应用，重点阐述模糊控制策略的实现过程及其优势。 #### 二、PLC在主机调速系统中的角色 主机调速系统由控制部分和执行部分构成，其中控制部分负责信号传递、判断、运算和控制，执行部分则负责具体调速动作的执行。在这一系统中，PLC扮演着核心控制单元的角色，负责接收来自集控室/驾驶室的车令信号（如正车、倒车、停车、刹车及主机转速设定信号）以及主机机旁各传感器反馈的工作状态信号（如燃油切断、盘车机合上、主起动阀开、滑油温度低、测速探头等）。这些信号进入PLC后，经过处理和判断，PLC会发出相应的调节信号控制电/气转换器，从而精准地完成主机调速控制任务。 #### 三、模糊控制策略的应用 传统PLC调速控制多采用PI或PID控制方法，然而，这类方法高度依赖于系统的精确模型，而船舶柴油机在不同工况下，其模型参数的变化较大，且存在非线性、时变性问题，这对传统控制器的性能提出了挑战。相比之下，模糊控制采用模糊数学的计算方法，通过在线实时学习，自动获取并优化控制策略，具有更强的适应性和鲁棒性。模糊控制不需精确的数学模型，能有效应对模糊参数的变化，确保系统的稳定性和可靠性。 #### 四、模糊控制的实现 在模糊化设计中，E（误差）和Ec（误差变化率）的论域被定义为[-6, +6]，输出控制量u的论域为[-7, +7]。采用三角形函数作为隶属函数，定义了模糊语言变量的隶属度，例如，E的隶属度赋值见表1，Ec和u的隶属度赋值分别见表2和表3。通过这种方式，模糊控制器能够根据当前的误差及其变化率，快速准确地调整控制量，实现对船舶主机调速的精细控制。 #### 五、结论 基于PLC的模糊控制在船舶主机调速系统中的应用，不仅提高了系统的响应速度和控制精度，还增强了系统的鲁棒性和适应性。通过将模糊控制策略与PLC的强大控制功能相结合，可以显著提升船舶主机调速系统的整体性能，为船舶安全航行提供更加可靠的技术保障。未来，随着模糊控制理论和技术的不断进步，基于PLC的模糊控制在船舶主机调速系统中的应用将展现出更大的潜力和更广阔的发展前景。 基于PLC的模糊控制为船舶主机调速系统带来了革命性的改变，通过智能的控制策略和灵活的编程方法，极大地提升了系统的智能化水平，是现代船舶自动化控制领域的关键技术之一。