本文關(guān)鍵詞：考慮磁滯特性補(bǔ)償?shù)拇昂较虮３肿赃m應(yīng)控制

  更多相關(guān)文章： 航向保持控制 Prandtl-Ishlinskii磁滯模型 Backsteping方法 自適應(yīng)控制

【摘要】：隨著航運(yùn)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展和我國海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略的提出,目前船舶運(yùn)動控制理論研究越來越趨向針對船舶控制工程中實際問題進(jìn)行深入探索,最終提高理論研究的實際可用性。船舶航向保持控制研究是船舶運(yùn)動控制領(lǐng)域的一項重要研究任務(wù),且船舶在海上航行過程中存在裝載變化、速度變化、海洋環(huán)境干擾等諸多不確定因素。除此之外,非光滑非線性(本文僅針對磁滯非線性)現(xiàn)象普遍存在于機(jī)械液壓系統(tǒng)中,舵機(jī)伺服系統(tǒng)作為船舶航向保持控制系統(tǒng)的執(zhí)行設(shè)備也不可避免。這對于船舶航向保持控制任務(wù)而言會嚴(yán)重影響系統(tǒng)閉環(huán)控制精度、甚至導(dǎo)致系統(tǒng)失控。因此,本文針對該類問題開展進(jìn)一步研究具有一定的實際意義。本文首先在船舶航向保持系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上引入了描述磁滯特性的一般非線性模型,即Prandtl-Ishlinskii(P-I)模型,構(gòu)建了具有舵機(jī)伺服系統(tǒng)磁滯特性描述的船舶航向保持系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。利用Backstepping方法針對該類不確定系統(tǒng)設(shè)計控制律,通過Nussbaum增益函數(shù)技術(shù)處理系統(tǒng)模型中控制方向未知問題,針對磁滯特性導(dǎo)致的執(zhí)行器不確定部分進(jìn)行整體補(bǔ)償,最終演繹出一種適用于船舶控制工程需要的魯棒自適應(yīng)控制策略。利用Lyapunov穩(wěn)定性理論從理論上分析了本文所提出控制算法的有效性�；诖筮B海事大學(xué)科研實習(xí)船“育鯤”輪進(jìn)行了系統(tǒng)仿真試驗,結(jié)果表明本文所提出控制算法能夠有效應(yīng)用于船舶航向保持控制系統(tǒng),對舵機(jī)伺服系統(tǒng)中磁滯非線性部分達(dá)到補(bǔ)償鎮(zhèn)定的作用。本文所開展的理論研究具有一定的理論基礎(chǔ)和較強(qiáng)的實際應(yīng)用價值,對提高船舶航向保持控制精度、保證船舶海上航行安全具有重要意義。
【關(guān)鍵詞】：航向保持控制 Prandtl-Ishlinskii磁滯模型 Backsteping方法 自適應(yīng)控制
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U664.82
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 選題背景及意義10-11
• 1.2 非線性系統(tǒng)自適應(yīng)控制國內(nèi)外研究進(jìn)展11-14
• 1.2.1 非線性控制11-13
• 1.2.2 自適應(yīng)控制13-14
• 1.2.3 控制系統(tǒng)的不確定性和魯棒性14
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容14-16
• 第2章 基礎(chǔ)知識16-25
• 2.1 Lyapunov穩(wěn)定性理論16-20
• 2.1.1 Lyapunov穩(wěn)定性16-18
• 2.1.2 Lyapunov直接法18-20
• 2.2 Backstepping方法20-24
• 2.3 Nussbaum函數(shù)24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第3章 具有磁滯特性的船舶航向保持系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型25-33
• 3.1 船舶轉(zhuǎn)首運(yùn)動的航向保持控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型25-26
• 3.2 磁滯非線性的數(shù)學(xué)描述26-29
• 3.3 Prandtl-Ishlinskii磁滯模型描述29-32
• 3.3.1 Prandtl-Ishlinskii磁滯模型29-31
• 3.3.2 具有磁滯特性描述的航向保持系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型31-32
• 3.4 本章小結(jié)32-33
• 第4章 考慮磁滯特性補(bǔ)償?shù)拇昂较蜃赃m應(yīng)控制設(shè)計33-45
• 4.1 問題描述33-35
• 4.2 考慮磁滯特性的船舶航向自適應(yīng)控制器設(shè)計及穩(wěn)定性分析35-40
• 4.2.1 控制器設(shè)計35-39
• 4.2.2 穩(wěn)定性分析39-40
• 4.3 仿真研究40-44
• 4.4 本章小結(jié)44-45
• 第5章 結(jié)論與展望45-47
• 5.1 結(jié)論45
• 5.2 展望45-47
• 參考文獻(xiàn)47-51
• 致謝51-52
• 作者簡介52

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