本文關(guān)鍵詞：一種航跡智能控制算法優(yōu)化研究

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【摘要】：船舶航跡智能控制是船舶運動控制領(lǐng)域的一個日趨重要的課題。我校自主研發(fā)的船舶智能操控（Ship Intelligent Handle and Control，SIHC）仿真研究平臺是福建省高校服務(wù)海西重點項目的一個創(chuàng)新研究基礎(chǔ)平臺，可為船舶自動控制算法研究提供近似海洋環(huán)境的仿真測試平臺。其中的航行智能化及其自動控制模塊是該平臺的創(chuàng)新點之一，船舶航跡智能控制算法是其重要算法之一。 在學(xué)習(xí)領(lǐng)會導(dǎo)師團隊前期研究中已建的船舶控制性能評判方法及設(shè)計的航跡智能控制算法基礎(chǔ)上，基于SIHC仿真研究平臺，分別測試現(xiàn)有航向及航跡智能控制算法對環(huán)境及各類船舶的適應(yīng)性，針對已實現(xiàn)的航跡智能控制算法以及航向控制性能評判方法存在的不足，本文的研究內(nèi)容主要如下： （1）針對PID航向控制算法初始值選擇的合理性對控制器性能所起的重要作用，建立了PID航向控制算法的kp、ki、和kd初始值計算模型，簡稱PID初始參數(shù)計算模型，優(yōu)化了模糊自整定PID航向控制算法，提升了算法的適應(yīng)性。 （2）實現(xiàn)對原有航跡智能控制算法的優(yōu)化。SIHC仿真研究平臺所集成的航跡智能控制算法包括航跡制導(dǎo)算法及航跡控制算法，其中航跡控制算法又包括航向制導(dǎo)算法及航向控制算法，而航向控制即采用可自動確定PID初始參數(shù)的模糊自整定PID航向控制算法。另外，本文利用距離差判斷船舶當(dāng)前所屬航跡段，重點優(yōu)化了轉(zhuǎn)向點附近的航跡控制算法，提高了航跡智能控制算法的精度。 （3）改進并優(yōu)化了前期研究提出的航向跟蹤性能評判方法。通過調(diào)整個別評判指標(biāo)，降低船舶操縱參數(shù)對評判結(jié)果的影響，優(yōu)化后的航向跟蹤性能評判方法采用了加權(quán)綜合評判方法，其指標(biāo)權(quán)值繼承原航向跟蹤性能評判算法研究的問卷調(diào)查結(jié)果，克服了原方法因評判指標(biāo)的模糊隸屬函數(shù)不易精確確定、其合理性方面存在局限對評判結(jié)果精確度的影響。 （4）基于SIHC仿真研究平臺，開展了算法的性能測試與分析，驗證了算法的優(yōu)化結(jié)果。將本文優(yōu)化后的航向控制算法及航跡智能控制算法編程實現(xiàn)，并集成到SIHC仿真研究平臺，最后借助該平臺，分別設(shè)置不同的風(fēng)浪環(huán)境，選用不同的船模，全面測試了優(yōu)化后的航向控制算法及航跡智能控制算法的性能，同時利用優(yōu)化后的航向跟蹤性能評判算法定量評判了航向控制算法的性能。
【學(xué)位授予單位】：集美大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U664.82;TP18

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本文編號：1199363