本文關(guān)鍵詞：模糊智能控制在船舶動力定位中的應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：動力定位系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于海上作業(yè),人們對動力定位的要求愈來愈高,傳統(tǒng)的動力定位系統(tǒng)已不能滿足當(dāng)今船舶定位作業(yè)要求,因而基于非線性控制理論和智能控制理論的高端動力定位控制系統(tǒng)受到人們的極大關(guān)注。 模糊控制方法是一種嵌入人類知識的非線性智能控制方法,具有很強的魯棒性和非線性映射能力。一個設(shè)計良好的模糊系統(tǒng),要求模糊規(guī)則庫具有一定的完備性和魯棒性,而且對環(huán)境干擾及系統(tǒng)不確定性還應(yīng)具有自適應(yīng)能力。在模糊系統(tǒng)中引入自適應(yīng)控制,一方面可以利用模糊系統(tǒng)的萬能逼近特性,另一方面又可以使模糊系統(tǒng)在自適應(yīng)機構(gòu)的作用下而具有對環(huán)境隨機干擾和不確定項的自適應(yīng)能力,因此,自適應(yīng)模糊控制十分適合于動力定位過程。 本文在文獻提出的自適應(yīng)模糊前饋補償器設(shè)計基礎(chǔ)上,設(shè)計出了船舶動力定位自適應(yīng)模糊控制器,并基于文獻提出的DM模糊規(guī)則提取算法設(shè)計模糊規(guī)則庫,主要進行了以下幾方面的研究工作： 首先對船舶非線性模型及海洋環(huán)境模型進行了研究,以一艘供給船為研究對象,并采用一階馬爾可夫過程來模擬慢變的環(huán)境風(fēng)力及二階波浪漂移力。該船船型數(shù)據(jù)來自Fossen的文獻,為全尺度船型數(shù)據(jù)。 其次采用自適應(yīng)模糊算法設(shè)計船舶動力定位控制器,包括基于數(shù)據(jù)挖掘的方法簡化模糊規(guī)則數(shù),基于反步法設(shè)計自適應(yīng)律,并證明了系統(tǒng)參數(shù)和自適應(yīng)律在Lyapunov意義下是一致有界的。 最后基于MATLAB軟件對船舶動力定位進行仿真,對比了傳統(tǒng)PID動力定位控制器和本文設(shè)計的自適應(yīng)模糊控制器的控制效果。仿真結(jié)果說明將自適應(yīng)模糊控制器應(yīng)用于船舶動力定位控制,使其能自適應(yīng)海洋環(huán)境干擾以及船舶參數(shù)不確定性,能夠有效地提高船舶動力定位精度和抗干擾能力,這在海面情況十分復(fù)雜的動力定位應(yīng)用中有著極為重要的意義。
【關(guān)鍵詞】：動力定位 模糊控制 自適應(yīng)控制 模糊規(guī)則
【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】：2012
【分類號】：TP273.5;U664.82
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題背景和研究意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外動力定位系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 PID串聯(lián)低通濾波控制11-12
• 1.2.2 線性二次高斯LQG控制12-13
• 1.2.3 非線性控制理論應(yīng)用13
• 1.2.4 環(huán)境最優(yōu)艏向控制法13-14
• 1.2.5 模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能控制方法14-15
• 1.3 本文主要工作15-17
• 第2章 船舶動力定位系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型17-29
• 2.1 坐標系及船舶運動參數(shù)表示17-19
• 2.2 船舶運動模型19-21
• 2.2.1 船舶低頻運動模型19-21
• 2.2.2 船舶高頻運動模型21
• 2.3 環(huán)境擾動力數(shù)學(xué)模型21-29
• 2.3.1 慢變環(huán)境力模型22
• 2.3.2 風(fēng)的模型22-24
• 2.3.3 海浪的模型24-27
• 2.3.4 海流模型27-29
• 第3章 自適應(yīng)控制和模糊控制理論基礎(chǔ)29-41
• 3.1 模糊控制的理論基礎(chǔ)29-34
• 3.1.1 模糊集合和模糊關(guān)系29-30
• 3.1.2 模糊控制的基本原理30-31
• 3.1.3 基于數(shù)據(jù)樣本建立模糊規(guī)則庫31-34
• 3.2 自適應(yīng)控制理論基礎(chǔ)34
• 3.3 自適應(yīng)模糊控制理論基礎(chǔ)34-41
• 3.3.1 自適應(yīng)模糊控制問題描述35
• 3.3.2 設(shè)計模糊控制器35-37
• 3.3.3 設(shè)計自適應(yīng)律37-41
• 第4章 船舶動力定位自適應(yīng)模糊控制器設(shè)計41-49
• 4.1 自適應(yīng)律的設(shè)計41-45
• 4.2 模糊控制器的建立45-49
• 4.2.1 控制變量的選擇45-46
• 4.2.2 模糊規(guī)則提取46-49
• 第5章 動力定位自適應(yīng)模糊控制器仿真研究49-57
• 5.1 仿真參數(shù)設(shè)置49-50
• 5.2 傳統(tǒng)動力定位PID控制器仿真50-52
• 5.3 動力定位自適應(yīng)模糊控制器仿真52-55
• 5.4 本章結(jié)論55-57
• 第6章 總結(jié)與展望57-59
• 參考文獻59-63
• 致謝63-64

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：319863