發(fā)布時(shí)間：2022-08-09 12:53

　　海上環(huán)境的復(fù)雜性以及船舶數(shù)學(xué)模型的不確定性,使船舶在動(dòng)力定位控制中受到的外部擾動(dòng)和內(nèi)部擾動(dòng)影響較大。同時(shí),隨著人類對海洋的不斷探索,要完成海洋鉆井平臺定位、海底管道和電纜鋪設(shè)等復(fù)雜任務(wù),對動(dòng)力定位精度的要求日益提高。因此,如何提高船舶動(dòng)力定位控制系統(tǒng)的控制性能一直備受關(guān)注。本文研究了船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)智能自抗擾控制問題,完成的主要工作如下:（1）建立船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)的仿真模型,包括動(dòng)力定位船舶數(shù)學(xué)模型、外界環(huán)境干擾數(shù)學(xué)模型、以及系統(tǒng)未建模動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型。建立的仿真模型考慮到了動(dòng)力定位控制中受到的外部擾動(dòng)和內(nèi)部擾動(dòng),為后續(xù)的仿真驗(yàn)證提供有效的依據(jù)。（2）自抗擾控制器（ADRC）可通過擴(kuò)張狀態(tài)觀測器估計(jì)未知擾動(dòng),并對系統(tǒng)給予補(bǔ)償,達(dá)到很好的抑制擾動(dòng)作用。然而,非線自抗擾控制器（NLADRC）的抗擾范圍有限、參數(shù)整定困難,而線性自抗擾控制器（LADRC）的控制精度欠佳。針對這一問題,本文設(shè)計(jì)了一種線性/非線性自抗擾切換（SADRC）的船舶動(dòng)力定位控制器,該方法能夠兼容LADRC和NLADRC的優(yōu)點(diǎn),達(dá)到理想的控制效果。最后,分別以北海救“115”救助船舶和一艘系泊儲油輪為仿真對象進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。... 

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 論文的研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究內(nèi)容
第2章 船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
    2.1 引言
    2.2 船舶數(shù)學(xué)模型
        2.2.1 坐標(biāo)系及坐標(biāo)變換
        2.2.2 船舶運(yùn)動(dòng)學(xué)方程
        2.2.3 船舶動(dòng)力學(xué)方程
        2.2.4 船舶動(dòng)力定位數(shù)學(xué)模型
    2.3 船舶所受擾動(dòng)力模型
        2.3.1 風(fēng)、浪、流等環(huán)境干擾力數(shù)學(xué)模型
        2.3.2 系統(tǒng)未建模動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型
    2.4 船舶運(yùn)動(dòng)模型的控制仿真
    2.5 本章小結(jié)
第3章 船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)線性/非線性自抗擾切換控制
    3.1 引言
    3.2 線性、非線性自抗擾的特點(diǎn)
        3.2.1 非線性自抗擾算法的設(shè)計(jì)原理
        3.2.2 線性自抗擾算法的設(shè)計(jì)原理
        3.2.3 線性、非線性自抗擾的特點(diǎn)比較
    3.3 線性/非線性自抗擾切換算法
        3.3.1 LADRC/NLADRC切換算法設(shè)計(jì)
        3.3.2 LADRC/NLADRC切換算法中參數(shù)整定
    3.4 仿真研究與分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 動(dòng)力定位系統(tǒng)自抗擾切換算法的智能優(yōu)化
    4.1 引言
    4.2 基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自抗擾切換控制器設(shè)計(jì)
        4.2.1 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
        4.2.2 基于RBF網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的自抗擾切換算法
    4.3 仿真研究與分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間公開發(fā)表論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于云模型的艦船動(dòng)力定位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 潘力.  艦船科學(xué)技術(shù). 2017(18)
[2]一種魯棒的動(dòng)力定位系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)算法[J]. 張相宜,楊宣訪,王家林.  計(jì)算技術(shù)與自動(dòng)化. 2017(03)
[3]基于遺傳算法的船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)故障診斷研究[J]. 趙林,肖彩霞.  艦船科學(xué)技術(shù). 2017(14)
[4]基于擴(kuò)張觀測器的船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)反演滑模變結(jié)構(gòu)控制[J]. 金月,俞孟蕻,袁偉,樊冀生.  艦船科學(xué)技術(shù). 2017(03)
[5]線性/非線性自抗擾切換控制方法研究[J]. 李杰,齊曉慧,夏元清,高志強(qiáng).  自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2016(02)
[6]基于人工蜂群算法的船舶動(dòng)力定位自抗擾控制器設(shè)計(jì)[J]. 吳德烽,任鳳坤,尹自斌.  船舶工程. 2015(08)
[7]基于粒子群優(yōu)化算法的船舶動(dòng)力定位云模型控制器設(shè)計(jì)[J]. 李眾,郭丹丹.  計(jì)算機(jī)測量與控制. 2014(12)
[8]船舶動(dòng)力定位關(guān)鍵技術(shù)研究綜述[J]. 吳德烽,楊國豪.  艦船科學(xué)技術(shù). 2014(07)
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博士論文
[1]船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)的自抗擾控制研究[D]. 雷正玲.大連海事大學(xué) 2014
[2]船舶動(dòng)力定位的智能控制及推力分配研究[D]. 劉洋.大連海事大學(xué) 2013
[3]動(dòng)力定位船舶非線性自適應(yīng)控制研究[D]. 楊楊.大連海事大學(xué) 2013
[4]水面艦船動(dòng)力定位系統(tǒng)智能控制技術(shù)研究[D]. 夏國清.哈爾濱工程大學(xué) 2001

碩士論文
[1]船舶航向局部逼近神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)復(fù)合自抗擾控制研究[D]. 李永正.大連海事大學(xué) 2017
[2]BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制在船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)中的應(yīng)用[D]. 周春光.大連海事大學(xué) 2016
[3]船舶動(dòng)力定位的預(yù)測控制研究及其三維仿真平臺開發(fā)[D]. 王瑞.大連海事大學(xué) 2014
[4]船舶減搖鰭系統(tǒng)的智能自抗擾控制研究[D]. 魏文.大連海事大學(xué) 2014
[5]船舶動(dòng)力定位自抗擾控制及仿真的研究[D]. 高峰.大連海事大學(xué) 2013
[6]救助船舶動(dòng)力定位控制系統(tǒng)及其仿真的研究[D]. 彭建.大連海事大學(xué) 2012
[7]救助船動(dòng)力定位智能控制及仿真的研究[D]. 雷正玲.大連海事大學(xué) 2011



本文編號：3672594