可编程控制器在船舶减摇鳍随动系统中的应用
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增大字体２．５ 随动系统性能分析
系统软件设计完毕后，按要求安装，对各端口进行测试，确保可以正常工作后将系统启动。给设计完成的随动系统输入一个幅值为１Ｖ的阶跃信号，得到系统的单位阶跃响应如图４所示。
从图中可以看到，系统的最大超调量在２％以内，上升时间小于０．６ｓ，过渡时间小于０．８ｓ，暂态过程中的振荡次数为３。上述各项指标完全符合减摇鳍随动系统的工作要求。
除了良好的暂态品质以外，还要求足够的稳态控制精度５。稳态控制精度反映了对系统的稳态特性或控制的稳态精度的要求。对于恒值控制系统，在工作中如果给定值不变，要求输出量也不变，因此注意的是扰动量所引起的稳态误差；而对于随动系统，给定量以任意规律变化，则要求输出量以一定的精度跟随给定量变化，因此注意的是被控量和给定量之间的误差。在检测随动系统性能的实验中，输入的阶跃信号幅值为１Ｖ，系统的稳态输出为０．９８６Ｖ，稳态误差小于２％。上述各种指标均符合减摇鳍系统对随动系统的要求。
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观察随动系统的幅频特性图可以看出，系统在频率小于０．３５Ｈｚ之前表现出了类似放大环节的特性，且此时系统的输出几乎没有任何明显变化，与角频率变化无关，非常准确地实现了指令信号的输出，系统非常稳定。从０．３５Ｈｚ开始，随着频率的增大，系统的幅频特性和相频特性均发生了改变。从整个变化过程来看，系统表现出类似惯性环节的特性，因此可以将ω＝０．３５Ｈｚ近似地认为是系统的转折频率或交接频率。
与幅频特性相同，随动系统的相频特性图也显示出系统在ω＝０．３５Ｈｚ之前的相角滞后非常小，在５°以内，可以忽略不计。在０．３５Ｈｚ之后相角发生了明显的变化，整个变化趋势也类似于一个惯性环节。但与典型的惯性环节不同，在所认为的转折频率ω＝０．３５Ｈｚ处，系统的相角没有滞后４５°左右，系统也没有象典型惯性环节一样相移－ａｒｃｔｇＴω，与角频率ω表现出严格的反正切关系。
从整个系统表现出的幅频特性和相频特性来看，改造后的随动系统可以近似地认为是由一个放大环节与惯性环节串联组成，系统在频率小于０．３５Ｈｚ的低频段表现出了较好的性能，符合减摇鳍系统对随动系统的要求，可以很好地工作。
由于ＰＬＣ在软件和硬件上具有突出的优点，随动系统的稳定性和精度都有所提高，系统的安装和修改也更为简单方便。经过运行测试，改造后的随动系统符合设计要求，能够稳定运行，确保了船舶减摇鳍系统的正常工作。随动系统的改造完成后，将利用可编程控制器继续完成减摇鳍控制器的设计，从而形成一套完整的应用可编程控制器实现的船舶减摇控制系统。
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作者：佚名
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