船舶錨機控制系統(tǒng)量子粒子群優(yōu)化PID算法的研究
夏華鳳，張中國，劉艷君
(1 泰州學(xué)院 船舶與機電工程學(xué)院，江蘇 泰州 225300；
2 江南大學(xué) 控制科學(xué)與工程研究中心，江蘇 無錫 214122)
摘 要： 由于船舶錨機起錨錨鏈受力連續(xù)變化，且力與鏈索的速度存在動態(tài)耦合，提出了基于量子粒子群優(yōu)化PID 算法對錨鏈張力進行尋優(yōu)，通過編制PLC 算法程序，控制變頻器調(diào)速使錨機輸出相應(yīng)的速度，實現(xiàn)了錨機的自動控制。仿真結(jié)果表明，該船舶錨機系統(tǒng)運行良好，具有一定的應(yīng)用價值。
關(guān)鍵詞： 錨機；粒子群優(yōu)化算法；尋優(yōu)；可編程序控制器；變頻器
中圖分類號：TM571 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3175(2016)01-0025-04
Study on PID Algorithm Based on Quantum-Behaved Particle Swam Optimization Used in Ship Windlass Control System
XIA Hua-feng, ZHANG Zhong-guo, LIU Yan-jun
（1 College of Shipping and Electromechanical Engineering, Taizhou University, Taizhou 225300, China;
2 Control Science and Engineering Research Center, Jiangnan University, Wuxi 214122, China）
Abstract: During the anchor stage of ship windlass, the anchor force changes constantly and there exists coupling between the chain tension and the chain speed. This paper proposed the PID algorithm based on quantum-behaved particle swarm optimization (PSO) to optimize the anchor chain tension. The PLC algorithm routine was programmed to control the inverter speed regulation to make the windlass output the corresponding speed, so as to achieve auto control of the windlass. Simulation results show that the system runs well, with good application value.
Key words: windlass; particle swarm optimization algorithm; optimize; programmable logic controller; inverter
參考文獻
[1] 宋謙. 船舶電力拖動Ⅰ ( 電機及拖動)[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2014.
[2] 李元貴，付煥森，曹先鋒. 基于模糊PID 算法的船舶錨機控制系統(tǒng)設(shè)計[J]. 自動化與儀表，2014，29(8)：36-40.
[3] 張鋒，段余平，邱軍，等. 基于粒子群算法與內(nèi)點算法的無功優(yōu)化研究[J]. 電力系統(tǒng)保護與控制，2010，38(13)：11-16.
[4] 馬南琦. 基于模糊算法的船舶錨機自動控制的研究[J]. 武漢理工大學(xué)學(xué)報：交通科學(xué)與工程版，2002，26(3)：361-364.
[5] 余永紅. 代謝過程控制與優(yōu)化的智能算法研究——參數(shù)估計[D]. 無錫：江南大學(xué)，2011.
[6] 周超，田立軍. 基于粒子群優(yōu)化算法的電壓暫降監(jiān)測點優(yōu)化配置[J]. 電工技術(shù)學(xué)報，2014，29(4)：181-187.
[7] 黃珍. 錨泊移位型工程船舶系統(tǒng)建模與控制研究[D]. 武漢：華中科技大學(xué)，2010.
[8] 張少敏，趙碩，王保義. 基于云計算和量子粒子群算法的電力負荷曲線聚類算法研究[J]. 電力系統(tǒng)保護與控制，2014，42(21)：93-98.
[9] 宋云峰， 李揚， 劉新偉. 基于量子粒子群算法的電力系統(tǒng)無功優(yōu)化[J]. 東北電力技術(shù)，2011，32(5)：1-4.
[10] 史峰， 王輝， 郁磊， 等.Matlab 智能算法30 個案例分析[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2011.
[11] 卜飛飛，胡育文，黃文新，等. 帶感性和容性負載的定子雙繞組異步電機變頻交流發(fā)電系統(tǒng)動態(tài)性能[J]. 電工技術(shù)學(xué)報，2014，29(9)：54-63.
[12] 韓焦. 通用變頻器調(diào)速系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 南京：南京理工大學(xué)，2014.
[13] 常斗南，翟津. 三菱PLC 控制系統(tǒng)綜合應(yīng)用技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2013.
