本文關(guān)鍵詞：基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模糊PID自動(dòng)舵設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： MMG PID 模糊控制 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 自動(dòng)舵

【摘要】：模糊控制器的量化因子由輸入變量的物理論域和模糊論域確定,輸入變量的物理論域在不斷地變化,固定的量化因子已不能滿足控制精度的要求。根據(jù)輸入變量的物理論域的變化與量化因子的關(guān)系,設(shè)計(jì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),在線調(diào)整量化因子,提高模糊PID自動(dòng)舵的控制性能。 將作用于船體上的流體動(dòng)力和力矩按照物理意義,分解為作用于裸船體、敝水槳和敞水舵上的流體動(dòng)力和力矩,以及它們之間的相互干擾流體動(dòng)力和力矩。為了驗(yàn)證船舶航向控制器的性能,建立船舶操縱數(shù)學(xué)模型(MMG)。通過計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證所建立船舶模型的準(zhǔn)確性。 設(shè)計(jì)傳統(tǒng)的PID船舶自動(dòng)舵,對(duì)船舶航向進(jìn)行控制,人工整定PID控制器的參數(shù),使PID控制器效果達(dá)到最佳。被控對(duì)象模型的不確定性和航行環(huán)境的變化,降低了船舶PID自動(dòng)舵的控制精度,針對(duì)傳統(tǒng)PID控制器的缺點(diǎn),添加一個(gè)模糊控制器,以航向偏差和偏差變化率為輸入,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定控制規(guī)則,在線調(diào)節(jié)PID控制器的參數(shù),改善傳統(tǒng)PID自動(dòng)舵的性能。 根據(jù)船舶期望航向的不同,人工整定模糊控制器的量化因子。設(shè)計(jì)一個(gè)以船舶期望航向?yàn)檩斎?量化因子為輸出的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),利用期望航向和由人工整定的量化因子為訓(xùn)練樣本對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練,在線調(diào)節(jié)模糊控制器的量化因子,改善模糊PID自動(dòng)舵的航向控制性能。 通過計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證模糊PID自動(dòng)舵的控制性能優(yōu)于傳統(tǒng)PID自動(dòng)舵的控制性能,經(jīng)過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線調(diào)整量化因子后的基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模糊PID自動(dòng)舵的控制性能優(yōu)于常規(guī)PID自動(dòng)舵的控制性能。
【關(guān)鍵詞】：MMG PID 模糊控制 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 自動(dòng)舵
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U664.36;U664.82
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 研究背景和意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 船舶自動(dòng)舵的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 模糊控制與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本章的主要研究?jī)?nèi)容12-15
• 第2章 船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型15-29
• 2.1 坐標(biāo)系15-16
• 2.2 船舶運(yùn)動(dòng)方程的建立16-25
• 2.2.1 流體慣性力和力矩17
• 2.2.2 流體黏性力和力矩17-19
• 2.2.3 螺旋槳推力19-21
• 2.2.4 舵力和力矩21-22
• 2.2.5 風(fēng)干擾力和力矩22-24
• 2.2.6 波浪干擾力和力矩24-25
• 2.2.7 流的干擾力和力矩25
• 2.3 仿真實(shí)驗(yàn)25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-29
• 第3章 模糊自適應(yīng)整定PID船舶自動(dòng)舵29-39
• 3.1 傳統(tǒng)PID船舶自動(dòng)舵29-30
• 3.2 模糊自適應(yīng)整定PID船舶自動(dòng)舵30-31
• 3.3 模糊控制器31-33
• 3.3.1 量化因子與比例因子的確定31-32
• 3.3.2 模糊化32
• 3.3.3 控制規(guī)則與模糊推理32
• 3.3.4 清晰化32-33
• 3.4 仿真實(shí)驗(yàn)33-37
• 3.5 本章小結(jié)37-39
• 第4章 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模糊PID自動(dòng)舵39-45
• 4.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)39-41
• 4.1.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的前向計(jì)算39-40
• 4.1.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加權(quán)系數(shù)的調(diào)整40
• 4.1.3 仿真實(shí)驗(yàn)40-41
• 4.2 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模糊PID自動(dòng)舵41-43
• 4.2.1 量化因子的人工整定41-42
• 4.2.2 量化因子擬合42-43
• 4.3 仿真實(shí)驗(yàn)43-44
• 4.4 本章小結(jié)44-45
• 結(jié)論45-47
• 參考文獻(xiàn)47-53
• 攻讀學(xué)位期間公開發(fā)表論文53-55
• 致謝55-57
• 作者簡(jiǎn)介57

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1096057