本文關(guān)鍵詞：模糊PID解耦算法在船舶動力定位系統(tǒng)中的應用研究　出處：《武漢理工大學》2014年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：船舶動力定位系統(tǒng)在海洋開發(fā)中具有重要意義，受到各國越來越多的重視，國外的該技術(shù)已相對成熟，且在不斷優(yōu)化中，研究該技術(shù)對我國海洋事業(yè)發(fā)展有深遠意義，本文基于三自由度上的運動模型研究了模糊PID解耦控制算法在船舶動力定位系統(tǒng)上的應用。 在水平面上決定船舶運動的因素有縱蕩、橫蕩、艏搖三個自由度，船舶的運動分為高頻運動和低頻運動，而只有低頻運動會對船舶的位置造成影響，引起船舶低頻運動的因素有風、一階波浪、水流和動力部分產(chǎn)生的力和力矩，據(jù)此建立了與阻尼系數(shù)，水動力系數(shù)和慣性系數(shù)相關(guān)的三自由度運動模型。 實際情況中水動力系數(shù)和慣性系數(shù)是經(jīng)過一定簡化后得到的，船舶的運動模型無法精確建立，經(jīng)典的PID控制無法滿足系統(tǒng)的控制要求，鑒于模糊算法不依賴于精確的數(shù)學模型，魯棒性強，本文采用模糊PID控制算法；建立了位置-速度雙環(huán)的控制策略；且在船舶的三個自由度運動中，橫向方向和艏向方向上存在著耦合，內(nèi)環(huán)部分加入解耦環(huán)節(jié)，采用對角陣解耦，根據(jù)控制對象的數(shù)學模型計算出正確的解耦補償器，實現(xiàn)橫蕩和艏搖的單回路的控制。 在Simulink上利用模塊搭建出以速度控制為內(nèi)環(huán)、位置控制為外環(huán)的雙環(huán)控制，依次對常規(guī)的PID控制、PID解耦控制和模糊PID的解耦控制建立仿真圖，采用先內(nèi)環(huán)后外環(huán)的方法對三種算法進行了參數(shù)的調(diào)試和系統(tǒng)仿真。根據(jù)仿真結(jié)果對幾種算法進行了分析比較，總結(jié)出各自的優(yōu)勢和不足，，驗證了模糊PID解耦算法對研究對象的良好控制效果，并通過加入干擾驗證出模糊PID解耦算法在一定程度上的抗干擾性。
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：U664.82

【參考文獻】

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本文編號：1311946