采用PID调节器某型鱼雷航向控制系统设计

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1、 本科毕业设计论文题目:采用 PID 调节器某型鱼雷航向控制系统设计专业名称 自动化 学生姓名 吉晶晶 指导教师 金文凯 毕业时间 2014.06 【有全套 CAD 图】需完整 CAD+说明书请联系 QQ1175231241 海量毕业设计 课程设计,承接定制、更多设计请移步: http:/更多设计请移步:http:/ 咨询毕业设计任务书一题目一题目采用 PID 调节器某型鱼雷航向控制系统设计二指导思想和目的要求二指导思想和目的要求通过毕业设计使学生对所学自动化基本知识和理论加深理解,掌握控制系统设计的基本方法,培养独立开展设计工作的能力。要求在毕业设计中:1.以鱼雷为对象开展研究,了解鱼雷航向

2、运动的特征及对控制系统的要求,使用 MATLAB 软件设计采用 PID 调节器某型鱼雷航向控制系统;2.开展控制系统方案论证,建立系统数学模型,使用 MATLAB 软件进行鱼雷航向控制系统分析;3.设计 PID 控制规律,进行参数计算和选择;4.进行数学仿真,验证设计;5.撰写毕业设计论文。三主要技术指标三主要技术指标1.相稳定裕度 Pm452.超调25%3.过渡过程时间2sst4.无静差4 4进度和要求进度和要求1. 1-3 周:收集查阅资料;2. 4-6 周:完成总体方案设计和建模;3. 7-8 周:完成系统分析和控制规律设计;4. 9-11 周:完成仿真验证及修改;5. 12-13 周:

3、完成毕业设计论文。【有全套 CAD 图】需完整 CAD+说明书请联系 QQ1175231241 海量毕业设计 课程设计,承接定制、更多设计请移步: http:/更多设计请移步:http:/ 咨询五主要参考书及参考资料五主要参考书及参考资料1.徐德民,吴旭光等, 鱼雷自动控制系统(第二版) ,西北工业大学出版社,2001;2.徐德民,严卫生等, 鱼雷控制系统计算机辅助分析设计与仿真 ,西北工业大学出版社,2000;3.薛定宇,陈阳泉等, 基于 MATLAB/Simulink 的系统仿真技术与应用 ,清华大学出版社,2008。【有全套 CAD 图】需完整 CAD+说明书请联系 QQ11752312

4、41 海量毕业设计 课程设计,承接定制、更多设计请移步: http:/更多设计请移步:http:/ 咨询学生学生 吉晶晶 指导教师指导教师 金文凯 系主任系主任 史仪凯 摘 要鱼雷是一种能在水中自动推进、自动控制和自动引导的航行器,是攻击水面舰船和潜艇的进攻性水下武器。自动控制系统和制导系统是鱼雷的不可缺少的重要组成部分,对于制导精度和姿态控制中起着举足轻重的作用。鱼雷航向控制系统任务就是保证鱼雷按设定的航向运动,尽可能不受外界干扰,同时在外加一个信号改变原来的航向,并到达保持新的设定航向。随着科技的发展,计算机软硬件、图形及智能模拟等技术均有显著的进步,在工程设计中起到显著作用。鱼雷航向控制

5、系统充分利用计算机的高速运算和处理能力,进行动态系统的建模、分析、设计和仿真。在此背景下,通过以鱼雷的控制性能要求,设计航向控制系统,建立数学模型并进行仿真,根据航向控制系统设计 PID 控制器,并进行验证。首先,对鱼雷航向控制系统的组成及基本原理,航向运动的特点做了简要介绍;其次,根据鱼雷的类型、特点和技术指标,从航向系统的控制规律方程和侧向运动的状态方程推导出系统的微分方程,从而建立数学模型组成原理图,并对鱼雷控制系统计算机辅助分析,即稳定性分析、根轨迹分析、频域响应分析、时域响应分析,并用 MATLAB 软件得到仿真图;最后,采用了对比P、PI、PID 控制效果的思路,确定了 PID 控

6、制器为核心,利用参数整定法确定出能满足要求且可以实现的系统参数,不满足的时候再重新选取参数,进行分析和仿真,直到满足要求为止。通过 MATLAB 编程和 SIMULINK 建模,使得加入所设计的控制器后航向控制系统性能达到,的技术要 45PM%25% sts2求,验证了设计下的 PID 控制器的正确性以及航向系统的可行性,采用 PID 控制器某型鱼雷航向系统的仿真设计表明,该设计提高了航向控制的准确性和稳定性,改善了系统的性能且具有良好的抗干扰能力。【有全套 CAD 图】需完整 CAD+说明书请联系 QQ1175231241 海量毕业设计 课程设计,承接定制、更多设计请移步: http:/更多

7、设计请移步:http:/ 咨询关键字:鱼雷,航向控制系统,MATLAB 软件,PID 控制器【有全套 CAD 图】需完整 CAD+说明书请联系 QQ1175231241 海量毕业设计 课程设计,承接定制、更多设计请移步: http:/ABSTRACTThe torpedo is a self-propelled in the water, automatic control and guided navigation, is an offensive weapon against surface ships and submarines. The control system and guid

8、ance system are the hub of the torpedo, play an important role in the guidance precision and attitude contorl.The torpedo control system task is to ensure that the torpedo by setting the course motion, as much as possible without outside interference, at the same time, plus a singal to change the or

9、iginal course ,and to maintain a set course new. In order to meet the requirements of system optimization technology, PID regular for regulating object heading control is necessary. Therefore, selected the appropriate control law is very important. With the develpopment science and technology, the a

10、dvances in computer hardware and software, graphics, and intelligent simulation technology are obvious, they play an important role in engineering design. These techniques take full advantage of the high-speed computing and processing power of the computer, dynamic system modeling, analysis, design

11、and simulation.In this context, according the control performance of torpedo requirements design the system course control, a mathematical model is established and the simulation was put according to the course control system design of PID controller and verify.First, The system constitution and the

12、 basic principle of torpedo course control, characteristic course motion is introduced briefly; Second, according to the type, characteristics and technical index of torpedo,the differential equation is derived from the equation of state of the system is derived from the control equation and lateral

13、 motion course system, then establish the mathematical model of composition principle graph, and analyse the computer control system of the torpedo,the stability analysis, root locus analysis, frequency domain analysis, time domain response, and use MATLAB software to get the simulation diagram. Fin

14、ally,to compare the P, PI, PID control method, the PID controller as the core, to determine the parameters and can meet the system requirements can be achieved by tuning method, When does not meet the reselection parameters, being analyse and simulate, until the meet the requirements so far. Though

15、MATLAB programming and SIMULINK modeling, the controller is added to the desgin of the control system performance is achieved after heading. ,which achieve the requirements of the tasks of 45PM%25% sts2technology and verify the feasibility of the PID controller design right and heading system. The simulation design of PID controller indicate that the design improves the heading control accuracy and stability, th

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