采用超前滞后补偿方案某型鱼雷航向控制系统设计答辩稿
毕设答辩
我们在进行设计之前，首先要了解一下背景资料，朱码一线船闸1957年10月开工建设，工程历时一年，于1958年10月建成通航，总投资270万元。
船闸设计年通过能力为300万吨，船闸过船容积为800吨级，有效尺寸135 x12 x2.5米，设计最高通航水位9.5M，最低通航水位2.5M。
朱码船闸自建成通航至今，分别于1969年、1979年、1991年、2000年进行过4次大修。
但一线船闸仍然无法满足现在的航运要求，需要新建一座船闸来提高其货运能力，所以我们进行了朱码二线船闸的设计。
在进行船闸设计时，我们要对船闸进行总体规划与布置，首先要做的就是闸室有效尺度的计算，这其中包括了闸室有效长度、闸室有效宽度和闸室门槛水深，之后还要进行断面系数验证。
然后就是引航道平面尺度的计算，计算内容是引航道长度、引航道宽度、引航道最小水深和弯曲半径及弯道加宽。
这里因为一二线船闸位置间距较大，选取的是单线船闸引航道，并且停泊段一侧停泊船舶。
船闸各部分高程不仅要满足船舶防洪要求，而且要保证船闸运转操作的安全和方便，按照《船闸总体设计规范》，确定其各部分高程。
后面是船闸通过能力的计算，过闸方式分为单向和双向，要分别计算，得到平均过闸时间后，便可计算日平均过闸次数，从而得到单向年过闸货运量和单向年过闸船舶总载重吨位的结果。
然后需要计算的是船闸耗水量，船闸的耗水量包括过闸用水量（单级船闸单向一次过闸用水量）和闸、阀门漏水量两个部分。
最后是船闸的闸位布置，结合本地区地形、地貌、工程地质条件，故拟在一线船闸的南侧约220米处建闸。
完成了船闸总体规划与布置，下面进行输水系统设计。
首先需要计算的是输水系统的选择与布置，其中有输水系统的选型、输水系统的布置、流量系数的计算、输水时间的核算的内容。
然后是水力特性曲线的计算，计算内容主要包括：流量系数与时间的关系曲线、闸室水头与时间的关系曲线、流量与时间的关系曲线、流量增率与时间的关系曲线、能量与时间的关系曲线、比能与时间的关系曲线、闸室断面流速与时间的关系曲线等。
采用超前滞后补偿方案某型鱼雷航向控制系统设计
本科毕业设计论文题目采用超前/滞后补偿方案某型鱼雷航向控制系统设计专业名称学生姓名指导教师毕业时间毕业一．题目采用超前/滞后补偿方案某型鱼雷航向控制系统设计二、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．了解鱼雷航向运动的特征及对控制系统的要求，使用MATLAB软件设计采用超前/滞后补偿方案的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1、相稳定裕度Pm≥45°2、超调 ＜25%3、过渡过程时间t≤2ss4、无静差。
四、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：完成毕业设计论文.五、主要参考书及参考资料[1]徐德民，吴旭光.鱼雷自动控制系统.西北工业大学出版社，2001（10）.[2]徐德民，严卫生.鱼类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（5）.[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.[4]王正林，王胜开，陈国顺.MATLAB/Simulink与控制系统仿真.电子工业出版社，2005(5).[5]石秀华，王晓娟.水中兵器概论(鱼雷分册). 西北工业大学出版社，2005（1）.[6]薛定宇, 陈阳泉. 基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用. 清华大学出版社2002（4）.[7]孟庆玉, 张静远, 宋保维. 鱼雷作战效能分析[M]. 北京: 国防工业出版社, 2003.[8] 沈哲. 鱼雷引信与战斗部技术[M]. 北京: 国防工业出版社, 2009.[9]高立娥,康凤举,张金涛,车妍琳.基于Simulink的鱼雷控制系统仿真 [期刊论文] -计算机仿真,2005(02).[10]詹致祥, 陈景熙. 鱼雷航行力学[M]. 西安: 西北工业大学出版社, 1990.学生指导教师系主任摘要鱼雷是一种能在水中自主推进、自动控制和自行引导的水下航行器，具有速度快、航程远、隐蔽性好、命中率高等特点。
漂角修正的欠驱动船舶航向鲁棒自适应控制
漂角修正的欠驱动船舶航向鲁棒自适应控制摘要：为了提高欠驱动船舶在海上的航向稳定性和控制性能，本文提出了一种基于鲁棒自适应控制的漂角修正方案。
在欠驱动船舶航向控制中存在诸多挑战，包括动力装置配备不足、气象环境波动大、舵机响应迟缓等。
为了克服这些挑战，我们设计了一种双回路控制结构，将漂角修正和航向控制分别纳入两个控制环节中，以保证控制系统的稳定性和鲁棒性。
采用自适应控制算法，使控制系统能够适应不同工况下的环境扰动和船舶参数变化，提高了船舶的动态响应性能和鲁棒性。
一、引言随着海洋经济的不断发展，船舶在海上的运输和作业需求越来越多。
在海上运输中，船舶的航向稳定性和控制性能是十分重要的，对于航行安全和作业效率起着至关重要的作用。
在实际应用中，由于海上环境的复杂性和船舶本身的特点，欠驱动船舶的航向控制一直是一个难题。
欠驱动船舶通常指的是轮系推动的船舶，其动力装置的响应速度较慢，难以满足航向控制的要求。
欠驱动船舶通常在海上面临气象环境的波动和风浪的影响，增加了航向控制的难度。
如何提高欠驱动船舶的航向稳定性和控制性能，成为了当前研究的热点和难点之一。
目前，常见的漂角修正方法包括使用舵机进行主动控制、利用舵角和推力进行被动控制等。
这些方法在实际应用中存在一定的局限性，包括舵机响应速度慢、舵角和推力的控制精度难以保证等。
如何设计一种更加鲁棒和适应不同环境扰动的控制方案，成为了当前研究的重点之一。
1.欠驱动船舶的特点为了有效地解决欠驱动船舶的航向控制难题，本文提出了一种基于鲁棒自适应控制的漂角修正方案。
该方案主要包括如下几个部分：双回路控制结构设计、自适应控制算法设计、船舶动力学建模和仿真验证等。
1.双回路控制结构设计2.自适应控制算法设计3.船舶动力学建模和仿真验证为了验证提出方案的有效性和可行性，我们进行了船舶动力学建模和仿真验证。
通过建立欠驱动船舶的动力学模型，我们模拟了不同海上工况下的船舶漂角和航向响应情况。
测控毕业答辩演讲稿范文
大家好！我是来自测控技术与仪器专业的xx（1）班的学生xxx。
今天，我非常荣幸能够在这里进行我的毕业论文答辩，与各位老师分享我的研究成果。
我的论文题目是《基于物联网的智能测控系统设计与实现》。
首先，我想简要介绍一下我的选题背景和动机。
随着科技的飞速发展，物联网技术逐渐成为信息化时代的重要支撑。
在测控领域，物联网技术也为测控系统的智能化提供了新的思路和方法。
因此，我选择这个题目，旨在探讨如何利用物联网技术实现测控系统的智能化，提高测控效率和质量。
在论文的研究过程中，我主要从以下几个方面进行了论述：一、物联网技术概述首先，我对物联网技术的基本概念、发展历程和关键技术进行了梳理，为后续研究奠定了基础。
二、智能测控系统需求分析针对现有测控系统存在的问题，我分析了智能测控系统的需求，包括实时性、可靠性、易用性、可扩展性等方面。
三、基于物联网的智能测控系统设计在需求分析的基础上，我提出了基于物联网的智能测控系统设计方案，主要包括硬件平台、软件平台、数据采集与处理、通信模块等部分。
四、系统实现与实验验证针对设计方案，我详细介绍了系统的实现过程，包括硬件选型、软件编程、系统集成等。
同时，通过实验验证了系统的可行性和有效性。
五、结论与展望最后，我对论文的研究成果进行了总结，并对未来智能测控系统的发展趋势进行了展望。
在此，我想感谢我的导师xxx老师对我的悉心指导和帮助，感谢答辩小组的各位老师对我的论文进行评审，感谢同学们在我论文写作过程中的关心与支持。
以下是我对论文的主要贡献：1. 提出了基于物联网的智能测控系统设计方案，具有一定的创新性。
2. 通过实验验证了系统的可行性和有效性，为实际应用提供了参考。
3. 对智能测控系统的发展趋势进行了展望，具有一定的前瞻性。
当然，我的论文还存在一些不足之处，例如：1. 系统在实际应用中可能存在一定的局限性。
2. 部分关键技术的研究还不够深入。
在今后的工作和学习中，我将继续努力，不断提高自己的专业素养，为我国测控技术的发展贡献自己的力量。
基于单片机的航标灯控系统设计答辩稿
光敏电阻的阻值随光照强度的变化而改 变，将阻值变化的模拟量经A/D转换器变成 数字量，再传给单片机进行处理。 本设计中用滑动变阻器代替光敏电阻。
A/D转换器读 取转换结果
结束
2. 各主要模块
• 2.3 航标灯模块
否
是 是否光照 大于102 小于153 否 LED闪烁 100Hz 开始 是 是否光 照 <102 LED闪烁 150Hz
当K1键被按下，红色指示灯亮，航标灯闪烁频率150Hz。
4.系统仿真截图
• 4.3 按下K2时
图4.4 黄色频率指示灯亮
当K2键被按下，黄色指示灯亮，航标灯闪烁频率100Hz。
4.系统仿真截图
• 4.4 按下K3时
图4.5 绿色频率指示灯亮
当K3键被按下，绿色指示灯亮，航标灯闪烁频率50Hz。
5. 致谢
是否光照 大于153 小于204 否
是
LED闪烁 50Hz
图2.3 航标灯模块截图
是否光照 大于204
是
LED闪烁灭
高电位信号由单片机P1.0引脚传 给场效应管，场效应管导通，右边继电 器电路经过场效应管导通后，磁铁将开 关闭合，航标灯亮。
结束
2. 各主要模块
• 2.4 闪烁控制按键模块 和 闪烁频率指示灯模块
•
•
2. 各主要模块
• 2.1 总体设计方案方框图
光线监测 模块8051闪烁频率指 示灯模块航标灯模 块
单 片
复位电路 模块
闪烁控制 按键模块
机
晶振电路 模块
图2.1 总体设计方案框图
2. 各主要模块
• 2.2 光线检测模块
开始
A/D转换器准 备
A/D转换器启 动
船舶毕设答辩PPT
船体放样与号料
根据设计图纸，对船体进行放 样和号料，确定各部件的形状 和尺寸。
船体装配
将预处理好的钢材按照设计要 求进行装配，形成船体的基本 框架。
船舶下水
将建造好的船体从建造场地移 至水域，进行初步的航行试验。
船舶制造的质量控制
01
02
03
04
质量管理体系
建立完善的质量管理体系，确 保船舶制造过程中的质量控制
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
环保性
船舶设计应遵循环保原则，减 少对水域和大气环境的污染， 符合国际环保法规要求。
适应性
船舶设计需满足特定使用需求 ，适应不同的运输任务、航道
和气候条件。
船舶设计的流程
初步设计
根据客户需求和船舶使用要求，进行 初步的船舶总体和主要系统设计。
技术设计
对初步设计进行详细的技术分析、计 算和优化，确定船舶的主要参数和性 能指标。
推进效率
探讨船舶推进器的类型和特点，以及 如何提高推进效率的方法。
04
船舶的安全与环保
船舶的安全设计
船舶结构安全
确保船舶的结构设计能够承受各种环境条件下的负载和应 力，包括风、浪、冰等自然因素以及船舶操作过程中产生 的负载。
船舶设备安全
合理配置船舶设备，包括推进系统、导航系统、货物装载 系统等，确保设备在运行过程中安全可靠，防止设备故障 对船舶和人员造成危害。
船舶消防安全
设计有效的消防系统，配备合适的消防设备和器材，制定 合理的消防安全措施，以应对船舶可能发生的火灾事故。
船舶的环保设计
船舶排放控制
船舶废弃物处理
采用低排放发动机和尾气处理装置， 减少船舶运行过程中产生的污染物排 放，符合国际环保法规的要求。
基于MATLAB的船舶航向模糊自适应PID控制系统设计-答辩展示-董尚祺
模糊控制 算法
U
反模 糊化
u
被控 对象
董尚祺
3. 模糊控制
董尚祺
3. 模糊控制
航向偏差e各模糊子集 及其隶属函数
航向偏差率Ec各模糊子集 及其隶属函数
控制舵令U各模糊子集 及其隶属函数
董尚祺
3. 模糊控制
控制舵令u控制规则表
U Ec
NB NB NB NB NB NM NS ZO
E
NB NM NS Z PS PM PB
基于Matlab的船舶航向模糊自适应PID控制系统设计 船舶航向 控制系统
目的
Matlab
工具
方法一
PID控制
参数固定，无 法根据工况进 行实时调整。
课题解析
模糊自适应 PID控制
取长补短，将二 者完美结合。
方法三
方法二
模糊控制
输出离散形式，很难 跟踪连续信号。
董尚祺
目
1
船舶航向控制理论基础
录
2
积分环节的积分饱和作用，会使 得系统出现较大的超调。本文在 参数自整定PID控制器的设计时 ，将积分系数设置为0，使其完 全由模糊控制器根据系统的具体 状态在线实时调节，既可减小系 统超调，又可缩短系统的调节时 间。
积分
对比
PID
本文并不止于最终所设计的F_PID 系统的成功运行，大胆的将其与之 前所设计的PID系统和FC系统进行 对比。在动态特性、静态特性和抗 干扰性能方面，做了全方位深入的 对比分析。结合响应曲线和性能指 标数据，充分说明船舶航向模糊自 适应控制系统，在控制性能上所具 有的绝对优势。
90°阶跃指令下的FC系统响应曲线
董尚祺
4. 模糊自适应PID控制
无人水下航行器控制技术研究答辩稿
专业： 姓名： 指导老师： 时间：2014.6
目录
研究意义
研究的展开思路
研究的过程 研究结果 致谢
研究的意义
无人水下航行器是一种具有视觉和感知的系统，能够通过 遥控或自主操作方式在水下移动完成某种特定任务的小型 自航载体，利用它可以完成深海探测、海洋资源开发以及 军事上海洋作战等任务。这就要求无人水下航行器具有高 度的自主性、精确的控制和较强的跟踪能力。作为未来水 下信息站的重要成员，无人水下航行器会实现跨越式的发 展，并将在未来水下战场中起着至关重要的作用，而无人 水下航行器的控制系统起着决定性作用。研究能够使国家 的技术快速的发展，提高国家的科技能力。
研究的展开思路
通过研究无人水下航行器首先根据无人水下航行器的控制 系统的结构框图，确定系统或原件的输入、输出变量； 从输入端开始，按照信号的传递顺序，依据各变量所遵循 的物理或化学定律，列写出各元件的动态方程，通常是一 组微分方程。联立方程消去中间变量写出关于输入输出的 微分方程式。将微分方程标准化，将其进行拉氏变换，可 以利用公式算出系统的动态性能指标，利用PID调节使系 统的动态性能指标更好，减少系统的超调，减小系统的静 态误差。是系统达到更好的状态。
3）PID控制器的数学模型
数字控制器的数学模型
模拟PID控制器的数学模型
4）无人水下航行器的PID控制
PID控制器的结构
研究的结果
无人水下航行器PID控制仿真 传递函数
PID控制SIMULINK 建模
运行结果
致 谢
1)无人水下航行器受到的水动力
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服机构使舵面产生相应偏转。当控制信号为零，舵面回到平衡，
鱼雷按所需要求的弹道航行。
5
自动控制系统的一般性能指标：
（2）稳态精度（反映控系统的准确性，用稳态误差表示，即系统
输出稳态响应的期望值与实际值之差） （3）调整时间（反映系统响应过程的快速性，取决于正确的选择 控制规律） （4）超调量（系统的主要动态性能指标，表示系统响应过程的稳 定性）
G (s)
闭环传递函数：
Kr K ( s 1)
s(T3 s )(T4 s 1)(T s 1)
G (s)
K r K ( s 1) K r K ( s 1)
s(T3 s )(T4 s 1)(T s 1) K r K ( s 1)
求得：e1.395ts
5%
， ts
3 3 2.15s a 1.395
9
2.频率特性分析： 根据上述开环传递函数表达式，可得系统的开环频率特性： KrK j 1 G( j ) j T 3 j 1 T 4 j 1 T j 1
根据以上分析，再次表明，舵机时间常数 Ts 对航向系统产生不利影响， 使其动态性能指标下降；增益 K r 值有一个临界值，当其大于临界值时，系统 将变得不稳定。为了保证一定的动态性能指标，K r 值一般不适宜选的过大。
11
系统方案设计
本设计选用超前补偿控制器对某型鱼雷航向控制系统设计
串联超前校正系统结构图
1 21.93, 2 5.28, 3,4 1.395 i3.554
特征方程有两个实根，以指数的形式衰减，其动态特性主 要由共额复根决定，即
(t ) A1e21.93t A2e5.28t A5e1.395t (sin 3.554t ) A5e1.395t (sin 3.554t a ) 21.93t B2e5.28t e1.395t B5 sin(3.554t 1 ) e1.395t B5 sin(3.554t b ) (t ) B1e 21.93t 5.28t 1.395t 1.395t ( t ) C e C e e C sin(3.554 t ) e C5 sin(3.554t c ) 1 2 5 1 r
对于某型53口径鱼雷，当 时，航向系统的开环对数频率特性曲线如 图所示：
L(dB)
20dB / dec 40dB / dec
20
20dB / dec
0 0.1
0.68
1
2.86
c
9.35 10 40dB / dec
20
h(dB)
20
60dB / dec
（度）
0
90o
180o
西北工业大学明德学院本科毕业设计论文答辩
采用超前/滞后补偿方案 某型鱼雷航向控制系统设计
答辩人：
指导教师： 2014.06.1制系统概述 鱼雷航向控制系统 系统方案设计 结论 致谢
2
选题背景
鱼雷是现代海战中的主要攻击型武器,具有速度快、航
程远、隐蔽性好、命中率高和破坏威力大等特点。由于鱼 雷在水中的精确制导，鱼雷在水下的作战地位越来越高，
（度） c
10
270o
由图可知，系统的频域特性指标为：
截止频率：
c=2.95 ；
c=35
相角裕度：
用经验公式可以估算系统响应单位阶跃函数的过渡过程性能指标：
最大超调量： p 0.16 0.4(Mr 1) 45.6% ；
过渡过程时间： ts
2 2 1.5 Mr 1 2.5 1 4.77 s c
4
控制部分组成： 指令装置（输出控制目的要求的主令信号）
敏感元件（测量参数实际值、转换信号、比较设定信号） 信号处理器（处理敏感元件输出的指令信号） 伺服机构（对信号处理器输出的控制信号进行放大） （3）鱼雷自动控制系统的工作原理
敏感元件 鱼雷实际运动参数 相应信号 设定值
当鱼雷偏离规定的战术基准弹道时，即产生偏差信号，通过 信息处理器放大信号，得到符合控制规律要求的信号，操纵伺
T3T4T s 4 (T3T4 T3T T4T )s3 (T3 T4 T )s 2 (1 K r K )s K r K
8
某鱼雷的特征方程为:
4 30 3 206.3 2 719.68 1688.25 0
求解得:
超前补偿控制器传递函数： 式中：Kc为开环增益，T为时间常数， 根据相角裕度求得
设计步骤：
（1）根据给定稳态误差的要求，确定系统的开怀 增益Kc。 （2）根据已确定的开环增益Kc，求出相位裕度 PM。 （3）根据给定的相位裕度PM，计算校正装置所 提供的相位超前量δ （4）根据所确定的最大超前相角PM，求出相应 的 值。 1 T （5）求校正装置的时间常数: m （6）得到校正装置传递函数：
（1）稳定性（反映系统在 t 时的渐进性和有限时间内的收敛性）
6
鱼雷航向控制系统组成及原理
航向控制系统的主要任务是稳定和控制鱼雷的航向
航向控制原理框图 航向陀螺（测量元件） 舵机回路 、直舵 鱼雷 调节器 执行器 被控对象
航向控制系统
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鱼雷航向控制系统性能分析
1.过渡过程分析： 某型鱼雷航向控制系统开环传递函数：
是未来海战有效的反潜武器，因此得到世界各国海军的青
睐。 鱼雷航向控制系统是鱼雷精确制导的关键，本文采用超 前补偿方案对某型鱼雷航向控制系统设计。
3
鱼雷自动控制系统概述
1.鱼雷自动控制系统的工作原理及组成
（1）鱼雷自动控制系统原理框图如下图所示
控制部分（自动驾驶仪）
（2）鱼雷自动控制系统主要组成
被控对象（鱼雷）
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下面的程序是用超前补偿的Bode图方法求解鱼雷航向系统超前补 偿器的源程序： （1）Bode图程序： >> Kr=10.29;Td=0.05;