船舶運動控制一直是研究的熱點。船舶運動控制分為航向控制和航跡控制,航向控制是船舶運動控制的基礎。自貿易全球化以來,各國之間的貿易主要是船舶運輸。而船舶航行狀況容易受海上復雜環(huán)境影響,其中波浪對船舶航行影響最大,導致船舶航向控制性能降低,在多船相遇時,存在著碰撞的險情,威脅著船舶的航行安全。另外,近年來無人艇的研究受到各國熱烈追捧,而無人艇研制面臨最大的問題是如何在波浪的影響下仍保持良好的航向控制性能。因此,提升船舶在波浪下的航向控制性能是船舶航向控制研究的重要內容之一。目前,PID控制算法廣泛應用在船舶的航向控制,對于船舶航向控制算法已選定,船舶的航向控制性能跟控制算法的參數(shù)、波浪引起擾動的系統(tǒng)狀態(tài)變量以及受控系統(tǒng)的模型有關。因此,分別研究了以上內容對船舶航向控制性能影響。主要研究內容如下:1、針對船舶航向控制系統(tǒng)的控制性能跟航向控制算法的控制參數(shù)有直接聯(lián)系。建立船舶航向控制系統(tǒng)的目標函數(shù),在標準粒子群優(yōu)化算法(PSO)基礎進行改進,并對標準粒子群算法及改進粒子群算法進行了收斂性分析。然后采用該算法對目標函數(shù)尋優(yōu),在解空間內搜尋一組使得目標函數(shù)最優(yōu)化的粒子,粒子的位置即為最優(yōu)的控制參數(shù),...

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

文采用“育龍”輪為研究對象，船舶的自身參數(shù)[55]：兩柱間長為126，方形系數(shù)為0.681，滿載排水量為14278.123m，舵葉面積為18.82m重心距中心距離為0.25m，可得T0.48，K216.58。本文中改進參數(shù)設置：粒子數(shù)目為20；....

圖3-4波浪條件下的船舶航向控制Simulink仿真模型Fig3.4Simulinksimulationmodelforshipheadingcontrolunderwaveconditions基于船舶航向控制系統(tǒng)模型，設置指定航向角。在靜水和波浪條....

圖3-4波浪條件下的船舶航向控制Simulink仿真模型Fig3.4Simulinksimulationmodelforshipheadingcontrolunderwavecon舶航向控制系統(tǒng)模型，設置指定航向角。在靜水和波浪條件下算法、基于慣性權....

隨機波浪擾動下的船舶航向運動控制研究圖3-5所示，隨著迭代次數(shù)的增加，采用標準和所有改進粒子群優(yōu)化算法J值最終保持穩(wěn)定都非常接近，表明所有算法都已收斂，可以確定一組使性能最佳的PID參數(shù)。本文改機粒子群優(yōu)化算法在搜索前期具有更小J值在2-16次時，粒子陷入局部極值....

本文編號：4009650