滑模虛擬傳感器是指利用滑模變結(jié)構(gòu)理論,對(duì)虛擬傳感器的控制模塊進(jìn)行優(yōu)化,使虛擬傳感器能夠根據(jù)當(dāng)前的工況靈活調(diào)整。船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)的容錯(cuò)控制可以有效提高動(dòng)力定位的精度,確保動(dòng)力定位系統(tǒng)的控制器高效運(yùn)行。本文利用滑模變結(jié)構(gòu)虛擬傳感器,設(shè)計(jì)了船舶動(dòng)力系統(tǒng)的容錯(cuò)控制器,詳細(xì)介紹了動(dòng)力定位容錯(cuò)控制器的運(yùn)行原理。 

【文章來(lái)源】：艦船科學(xué)技術(shù). 2020,42(10)北大核心

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虛擬傳感器組成模塊圖Fig.2Virtualsensorcomponentmodulediagram

Corbett.基于DRNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PD混合控制技術(shù)在船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國(guó)造船,2006,47(1):48–54.[1]劉旭.基于多傳感器系統(tǒng)重構(gòu)的船舶動(dòng)力定位控制研究[J].艦船科學(xué)技術(shù),2018,40(22):200–202.[2]孫好好,肖健梅,王錫淮.基于滑模控制算法的船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)控制仿真研究[J].船電技術(shù),2015,35(8):29–31.[3]潘新安.一種模塊化可重構(gòu)機(jī)器人的設(shè)計(jì)理論與實(shí)驗(yàn)研究[J].空間自動(dòng)化技術(shù)研究室,2013.[4]圖2虛擬傳感器組成模塊圖Fig.2Virtualsensorcomponentmodulediagram圖3基于虛擬傳感器的控制重構(gòu)容錯(cuò)原理Fig.3Faulttoleranceprincipleofcontrolreconfigurationbasedonvirtualsensor·78·艦船科學(xué)技術(shù)第42卷

?3個(gè)部s(x)=0s(x)>0s(x)<0s(x)=0分，分別為，，，其中，是控制系統(tǒng)的切換面。假定2階系統(tǒng)為：{x1=x2，x2=a1x1a2x2+β，x1x2a1a2β2階系統(tǒng)中，，分別為系統(tǒng)的狀態(tài)變量，，為固定的參數(shù)，為系統(tǒng)控制函數(shù)，控制函數(shù)滿足下式：β=ψx1。其中，ψ的值取k或者–k。a2<0ψ=kψ=k在滑模變結(jié)構(gòu)控制理論中，如果2階系統(tǒng)，當(dāng)時(shí)，控制方程有一對(duì)共軛復(fù)數(shù)根，如果，則控制方程軌跡是離心的螺旋線，如圖1所示。2.2滑模變結(jié)構(gòu)的虛擬傳感器設(shè)計(jì)在船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)中，如果船舶的傳感器出現(xiàn)故障，那么就會(huì)直接影響動(dòng)力定位系統(tǒng)的正常運(yùn)行。本文的研究方向是當(dāng)船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)的傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，診斷模塊能夠迅速識(shí)別故障類型，并基于滑模變結(jié)構(gòu)控制理論對(duì)傳感器進(jìn)行重構(gòu)，生成一個(gè)虛擬的傳感器。虛擬傳感器主要由標(biāo)稱模塊，重構(gòu)模塊和控制模塊組成，原理如圖2所示。虛擬傳感器中，標(biāo)稱模塊為：˙x=f(x,u,t),x,u∈R，式中：u為虛擬傳感器的控制輸入。變結(jié)構(gòu)切換向量為s(x),控制模塊如下式：ui(x)={ui+(x),si(x)>0，ui(x),si(x)<0，虛擬傳感器的重構(gòu)過(guò)程是產(chǎn)生適當(dāng)?shù)男盘?hào)yi(t)，圖1ψ=k時(shí)控制方程的相軌跡ψ=kFig.1phasetrajectoriesofgoverningequations第42卷范本正：滑模虛擬傳感器在動(dòng)力定位容錯(cuò)控制中的應(yīng)用·77·

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于多傳感器系統(tǒng)重構(gòu)的船舶動(dòng)力定位控制研究[J]. 劉旭.  艦船科學(xué)技術(shù). 2018(22)
[2]基于滑模控制算法的船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)控制仿真研究[J]. 孫好好,肖健梅,王錫淮.  船電技術(shù). 2015(08)
[3]基于DRNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PD混合控制技術(shù)在船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 夏國(guó)清,Corbett Dan R.  中國(guó)造船. 2006(01)



本文編號(hào)：3533111