船舶自控理论及应用PDF电子书下载

交通运输

作者：王贤惠，陆祥润编着
出版社：北京：科学技术文献出版社
出版年份：1992
ISBN：7502317732
页数：174 页

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第一章自动控制系统的基本概念及术语1

1-1　什么叫自动控制和自动控制系统？1

目录1

1-2　什么叫开环系统与闭环系统？2

1-3　试以电炉炉温的自动控制系统为例，2

叙述系统中常用术语2

1-4　详述反馈有哪些功能？3

1-5　如何降低系统的稳态误差？8

1-7　什么叫定常系统和时变系统？9

1-6　对一个良好的控制系统一般有什么要求？9

1-8　什么叫最小相位系统？为什么称为相位最小？10

1-9　何谓控制系统的校正？12

1-10　试问在控制系统的控制器中，常采用哪几种13

基本控制规律？各有什么特点？13

1-11　什么叫环节或系统的频率特性？13

它与传递函数关系是什么？13

1-12　频率特性常用的有哪几种表示法？14

何谓频率响应？14

1-13　什么叫根轨迹？什么叫相轨迹？15

1-14　什么叫梅逊增益公式？17

1-15　进行系统分析时，应如何选取典型的18

试验信号？18

1-16　什么叫绝对稳定性、相对稳定性和18

稳态误差？18

1-17　什么叫相角裕量和幅值裕量？19

1-19　何谓调节器的微分时间、积分时间和20

放大倍数？20

1-18　什么叫系统的数学模型？20

1-20 何谓调节器的比例带δ或P·B？21

1-21 什么叫输入信号的频带宽度？什么叫22

控制系统的频带宽度？22

1-22　何谓前馈调节系统？22

1-23　何谓自治调节系统？23

1-24　何谓系统的模拟研究？24

1-25　什么叫非线性元件的描述函数？26

1-26　什么叫采样器（采样开关）？什么叫27

采样过程？27

1-28　试举一个采样系统的例子28

1-27　什么叫保持器（保持电路）？28

1-29　控制系统技术改造的大致步骤是什么？29

1-30　试用Basic语言，分析单位反馈控制系统的29

相角和增益余量29

1-31 如何用数字机求解一阶方程组32

进行系统分析？32

工作原理是什么？40

2-2　变送器的功能是什么？电动差压变送器的40

2-1　常用的敏感元件有哪些类型？40

第二章　船用及工业用自动检测元件40

2-3　热敏元件（热敏电阻）传感器的特点、41

性能是什么？41

2-4　常用热电偶有哪些？42

2-5　什么叫光电传感器？44

2-6　霍尔效应元件的基本原理是什么？44

2-7　何谓气敏电阻传感器？举例说明45

2-8 何谓触点传感器？使用触点传感器要48

注意什么？48

2-10　电子转速计的原理是什么？50

2-9　接近开关的原理是什么？50

2-11　节流式流量计的原理是什么？51

2-12　步进电机的简单工作原理是什么？52

2-13 为什么两个自整角机在一定方式连接下54

能同步转动？54

2-14 数字式位置传感器如何测量液位的高度？55

2-15　光电编码器是如何工作的？57

2-16　用电磁脉冲办法，如何测转转速和流量？58

2-17 简述磁粉离合器的构造、特点及有关特性59

2-18　何谓电动执行器？61

第三章　船用控制元件的运动方程与传递函数63

3-1 如何直观列写无源网络的传递函数式？63

3-2　如何直观列写输入电压与某一网孔电流的67

传递函数计算式？67

3-3 如何直观列写含一个运算放大器电路输出电69

压与输入电压之间传递函数式？69

3-4　微分变压器的传递函数如何推导？72

3-5　磁场控制式直流电动机运动方程及73

传递函数是什么？73

传递函数是什么？75

3-6　电枢控制式直流电动机的运动方程、75

3-7　两自整角机按变压器接法，试问输出电压77

跟两个自整角机转角差有什么关系？为什么？77

3-8　他激直流发电机、测速发电机、电机放大机78

各属什么类型环节？78

3-9　两相伺服电动机运动方程中非线性因素81

如何考虑？81

3-10　异步电动机的数学模型是什么？82

3-11 线性可变差动变压器的工作原理及传递函数87

是什么？87

3-12　物体运动的加速度计的传递函数式是什么？88

3-13 机械转动系统运动方程应如何列写？89

3-14　液压伺服马达运动方程如何列写？90

如何进行线性化处理？90

3-15 电阻式电位计的传递函数及分辨度是什么？92

3-16 鉴相器的输出与输入关系式是什么？93

3-17　船舶操舵运动数学方程什么？94

4-1　直流伺服电动机主要参数如何测取？99

第四章　有关实践中的一些问题99

4-2　试问如何对单回路系统参数进行实验整定？102

4-3 在自动控制系统中采用力矩电机有什么优点？106

4-4　齿轮传动系中的惯量、负载力矩等如何折算？107

4-5　试说明几种常用材料如铸铁、钢、铜等摩擦109

表面的摩擦系数大致范围（在压强P＝109

2N/cm2下）109

4-6　摩擦对控制系统有什么影响？109

性能有什么影响？112

4-7　何谓传动链齿隙以及传动链齿隙对控制系统112

第五章　船舶自动控制系统116

5-1 试述船舶随动操舵系统的原理，并简列系统116

各环节的数学模型116

5-2　试述船舶常规自动操舵系统的原理，并作出118

其方框图118

5-3　常规自动舵有什么特点？当前它为什么逐渐要120

被自适应自动舵所替代？120

5-4　何谓自适应自动舵？从自适应控制角度它可122

分成哪几类？并简述其自适应控制系统框图122

扰动的数学模型124

5-5　试列举自适应自动舵软件中采用的船舶运动及124

5-6　试列举自适应自动舵软件中采用的性能指标126

5-7　试述用自校正控制（STC）的自适应自动舵128

动作原理128

5-8　试述用模型参考自适应控制（MRAS）的131

自适应自动舵动作原理131

5-9 试分析日本YEW公司生产的PT-21自适应132

自动舵的动作原理132

5-10　试述航线保持控制系统框图135

输入的数学模型（考虑扰动）136

5-11　设船舶偏离计划航线的距离为y，指令船136

首向为ψ，试分析及建立以y为输出、ψ为136

5-12　某集装箱装卸桥采用的电力拖动系统为电机139

放大机—电动机系统。试分析及建立其数学139

模型139

5-13　试分析交流同步发电机的恒功率励磁系统140

电压调节环的数学模型140

5-14　何谓ITAE最佳调节律？如何设计上题中的146

ITAE最佳调节律的调节器？146

5-15　何谓相位补偿复式励磁系统？149

5-16 简述下列同步复激发电机自动稳定系统的150

原理，并画出方块图150

5-17　带碳阻式调压器自励恒压同步发电机系统的153

原理是什么？153

5-18　试简述炉温控制系统原理，并列写系统154

物理量之间的关系154

5-19 简述异步电动机—电磁转差离合器调速系统156

5-20　试举一个在船上具有传递延迟系统的例子157

关系统微分方程及方块图158

5-21 简述汽轮机的转速自动调节系统，并列写有158

5-22 柴油机转速控制系统的原理是什么？160

并简列系统的数学模型160

5-23 简述船舶减摇装置中基准水平面构成原理161

5-24 防摇鳍是如何稳定船舶的？并简写数学式163

及方块图163

5-25 举例说明何谓串级调节系统166

5-26　试举一个张力控制系统的例子，并列写驱动168

部分的数学模型168

5-27　简述锅炉炉压控制系统原理171

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摘要：本文以《船舶自控理论及应用.pdf电子书版文档下载》为中心，详细阐述了船舶自控理论的基本概念、应用领域、关键技术以及发展趋势。通过对该文档的深入分析，旨在为船舶自控领域的研究者和从业者提供有益的参考和指导。

1、基本概念

船舶自控理论是研究船舶自动控制技术及其应用的理论体系。它涉及船舶动力学、自动控制理论、传感器技术、计算机技术等多个学科领域。船舶自控理论的核心是利用计算机技术和传感器技术，实现对船舶运动状态的实时监测和控制，提高船舶的航行安全性和效率。

船舶自控理论主要包括船舶动力学模型、自动控制策略、传感器技术以及计算机控制系统等方面。其中，船舶动力学模型是船舶自控理论的基础，它描述了船舶在海洋环境中的运动规律。自动控制策略则是根据船舶动力学模型和传感器数据，实现对船舶运动状态的调整和控制。传感器技术负责收集船舶运动状态的信息，而计算机控制系统则负责处理和分析这些信息，并生成控制指令。

船舶自控理论的研究和发展，对于提高船舶的航行安全性和效率具有重要意义。随着科技的不断进步，船舶自控理论在船舶设计、制造、运营等各个环节都得到了广泛应用。

2、应用领域

船舶自控理论在船舶设计阶段发挥着重要作用。通过应用船舶自控理论，可以优化船舶的船体结构、推进系统等设计，提高船舶的航行性能和安全性。

在船舶制造过程中，船舶自控理论的应用有助于提高生产效率和质量。例如，通过自动控制技术，可以实现船舶部件的精确加工和装配，降低生产成本。

在船舶运营阶段，船舶自控理论的应用可以显著提高船舶的航行效率和安全性。例如，船舶自动控制系统可以实时监测船舶状态，及时调整航向和速度，避免发生事故。

3、关键技术

船舶自控理论的关键技术主要包括船舶动力学模型、自动控制策略、传感器技术和计算机控制系统。

船舶动力学模型是船舶自控理论的基础，它描述了船舶在海洋环境中的运动规律。建立精确的船舶动力学模型，对于提高船舶自控系统的性能至关重要。

自动控制策略是船舶自控理论的核心，它决定了船舶自控系统的控制效果。目前，船舶自控系统主要采用PID控制、模糊控制、神经网络控制等策略。

传感器技术负责收集船舶运动状态的信息，对于船舶自控系统的实时性和准确性至关重要。常见的传感器包括加速度计、陀螺仪、GPS等。

计算机控制系统是船舶自控理论的应用载体，它负责处理和分析传感器数据，生成控制指令。计算机控制系统的发展，为船舶自控理论的应用提供了有力支持。

4、发展趋势

随着科技的不断进步，船舶自控理论及其应用呈现出以下发展趋势：

一是智能化。船舶自控系统将更加智能化，能够根据船舶状态和环境变化，自动调整控制策略，提高船舶的航行性能和安全性。

二是集成化。船舶自控系统将与其他系统（如导航系统、通信系统等）实现集成，形成一个统一的船舶控制系统。

三是网络化。船舶自控系统将通过网络技术实现远程监控和控制，提高船舶的运营效率和安全性。

总结：

本文通过对《船舶自控理论及应用.pdf电子书版文档下载》的深入分析，详细阐述了船舶自控理论的基本概念、应用领域、关键技术以及发展趋势。船舶自控理论在船舶设计、制造、运营等各个环节都发挥着重要作用，其应用前景广阔。

随着科技的不断进步，船舶自控理论及其应用将不断发展和完善，为船舶行业的发展提供有力支持。

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