刘祁+孙丰雷

摘 要：对液力耦合器的使用机理进行了介绍。通过研究液力耦合器的传动特性，借助PLC、上位机、SIMULINK等技术对模糊PID控制技术和可视化人机交互技术在液力传动中的应用进行了较详细的研究和论证。

关键词：船舶；液力耦合器；模糊控制

中国分类号：U664.12 文献标识码：A

Abstract： This paper introduces the principle of fluid coupling on board， discusses the application of Fuzzy/self adaptive PID control technology and visualized human-computer interaction technology in hydraulic transmission with the aid of SIMULINK， PLC and WINCC through the study of transmission characteristics of hydraulic coupling.

Key Words： Ship；Fluid coupling；Fuzzy/self adaptive PID controller

1 前言

1905年德国费丁格尔首创了液力耦合器，并首先成功应用在船舶的推进系统中，有效改善了因内燃机扭振引起的齿轮和螺旋桨破坏。

液力耦合器是通过液体流动催动叶轮的方式完成机械能到流体动能再到机械能转换的能量传递设备，如图1所示为VIOTH公司液力耦合器应用示意图。由于中间避免了机械的直接接触，液力耦合器可很好的解决设备空载启动、负荷剧增、多机并车、隔离吸收震动、降低噪音等问题，在船舶动力装置中具有显著的优点。特别是在某些国外舰艇CODAD（柴柴联合）、COGAG（柴燃联合）装置中，液力耦合器被广泛应用[1]。如图2为液力耦合器在柴柴联合推进系统中应用示意图[2]。

液力耦合器传递功率为：

由公式（1）可见液力耦合器的能量传递是一个复杂的不规则传递曲线，传统的PID控制技术无法实现液力耦合器全程的过程控制，现在国内外主要的研究方向是引进高级控制算法来解决这个问题，如蚁群算法、模糊PID控制、人工神经网络算法等。本文将介绍模糊PID控制在液力耦合器中的应用研究。

2 液力耦合器的模糊PID控制技术

模糊PID控制技术能在控制过程中对不确定的条件、参数、延迟和干扰等因素进行检测分析，采用模糊推理的方法实现P1D参数、和的在线自整定，不仅保持了常规PID控制系统的原理简单、使用方便等特点，而且具有更大的灵活性、适应性、精确性等。……