本文關(guān)鍵詞：執(zhí)行器故障的船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)容錯(cuò)控制

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【摘要】："十三五"規(guī)劃首次將"拓展藍(lán)色經(jīng)濟(jì)空間"單列一章,明確指出發(fā)展海洋科學(xué)技術(shù),重點(diǎn)在深水、綠色、安全地海洋高技術(shù)領(lǐng)域取得突破,為深水裝備和技術(shù)的發(fā)展提供了指導(dǎo)方向。由于深水作業(yè)的危險(xiǎn)性,人們對(duì)深水裝備和技術(shù)的安全性和可靠性提出了更高的要求。本文主要研究用于深水海域的動(dòng)力定位系統(tǒng)。國際海事組織及各船級(jí)社對(duì)高安全等級(jí)動(dòng)力定位系統(tǒng)做出規(guī)定,要求支持船舶動(dòng)力定位的任何系統(tǒng)發(fā)生單個(gè)故障不應(yīng)導(dǎo)致位置丟失的發(fā)生。船舶執(zhí)行器工作在惡劣環(huán)境下,不可避免地發(fā)生故障。對(duì)船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)執(zhí)行器故障容錯(cuò)控制研究將有效地提高其可靠性和安全性。同時(shí),高等級(jí)動(dòng)力定位系統(tǒng)執(zhí)行器的冗余配置也為其容錯(cuò)控制提供了硬件基礎(chǔ)。本文建立了帶有執(zhí)行器故障的船舶動(dòng)力定位運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上,首先,假設(shè)艏搖角較小以及擾動(dòng)界已知,基于未知輸入觀測器研究了船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)執(zhí)行器故障的檢測和分離,并基于獲得的故障信息,利用控制容錯(cuò)分配法實(shí)現(xiàn)了容錯(cuò)控制。然后,考慮到船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)的非線性特性,假設(shè)擾動(dòng)界已知,將被動(dòng)容錯(cuò)控制和主動(dòng)容錯(cuò)控制有機(jī)的結(jié)合起來,設(shè)計(jì)了混合容錯(cuò)控制器,即在未得到詳細(xì)故障信息時(shí)采用被動(dòng)容錯(cuò)控制魯棒調(diào)節(jié),得到詳細(xì)故障信息后切換到主動(dòng)容錯(cuò)控制。該方法克服了依賴單純的重構(gòu)容錯(cuò)控制受到故障診斷子系統(tǒng)時(shí)滯性的制約問題,同時(shí)也提高了船舶動(dòng)力定位的容錯(cuò)控制性能。最后,考慮到外界擾動(dòng)的未知性,并為解決被動(dòng)容錯(cuò)控制和主動(dòng)容錯(cuò)控制切換的離散結(jié)構(gòu)問題,設(shè)計(jì)滑模觀測器,實(shí)時(shí)在線估計(jì)故障和擾動(dòng)信息,并將動(dòng)態(tài)面方法和滑模觀測器結(jié)合,設(shè)計(jì)船舶動(dòng)力定位自適應(yīng)容錯(cuò)控制器,補(bǔ)償執(zhí)行器故障和擾動(dòng),避開了復(fù)雜的故障檢測和分離過程。最后,以一艘海洋船舶為例,在Matlab/Simulink環(huán)境下,分別對(duì)上述設(shè)計(jì)的船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)故障診斷與容錯(cuò)控制方法進(jìn)行仿真,通過仿真驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)方法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：船舶動(dòng)力定位 執(zhí)行器故障診斷 主動(dòng)容錯(cuò)控制 混合容錯(cuò)控制 自適應(yīng)容錯(cuò)控制
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U664.82
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 課題研究的背景及意義10-11
• 1.2 故障診斷與容錯(cuò)控制國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-19
• 1.3 論文主要工作19-21
• 第2章 預(yù)備知識(shí)21-26
• 2.1 李雅普諾夫穩(wěn)定性理論21-23
• 2.1.1 系統(tǒng)的平衡狀態(tài)21
• 2.1.2 李雅普諾夫穩(wěn)定性定理21-23
• 2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法23-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 第3章 船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)執(zhí)行器故障檢測與分離及控制容錯(cuò)分配26-49
• 3.1 問題描述26-30
• 3.1.1 動(dòng)力定位船舶的數(shù)學(xué)模型26-27
• 3.1.2 執(zhí)行器故障模式27-30
• 3.2 船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)執(zhí)行器故障檢測與分離30-35
• 3.2.1 基于未知輸入觀測器的執(zhí)行器故障檢測30-32
• 3.2.2 基于未知輸入觀測器的執(zhí)行器故障分離32-35
• 3.3 控制容錯(cuò)分配35-37
• 3.3.1 基于反步法的船舶動(dòng)力定位控制器設(shè)計(jì)35-37
• 3.3.2 基于偽逆法的控制容錯(cuò)分配37
• 3.4 仿真研究37-49
• 第4章 船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)執(zhí)行器故障診斷與混合容錯(cuò)控制49-68
• 4.1 問題描述49-51
• 4.2 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的執(zhí)行器故障被動(dòng)容錯(cuò)控制51-54
• 4.3 船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)魯棒自適應(yīng)執(zhí)行器故障診斷54-61
• 4.3.1 基于非線性未知輸入觀測器執(zhí)行器故障檢測54-58
• 4.3.2 基于非線性未知輸入觀測器執(zhí)行器故障分離與估計(jì)58-61
• 4.4 船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)混合容錯(cuò)控制61-62
• 4.5 仿真研究62-68
• 第5章 基于滑模觀測器的船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)自適應(yīng)容錯(cuò)控制68-83
• 5.1 問題描述68-69
• 5.2 基于滑模觀測器的執(zhí)行器故障診斷69-73
• 5.3 基于動(dòng)態(tài)面的船舶動(dòng)力定位容錯(cuò)控制器設(shè)計(jì)73-76
• 5.4 仿真研究76-83
• 第6章 結(jié)論與展望83-85
• 參考文獻(xiàn)85-91
• 致謝91

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張君昌,侯義斌,李言俊;基于知識(shí)熵漲落的系統(tǒng)智能容錯(cuò)控制法[J];彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào);2000年02期

2 黃孝彬,牛玉廣,孫萬云;容錯(cuò)控制及其在火電廠中的應(yīng)用[J];電力情報(bào);2000年04期

3 王峰;汪t，

本文編號(hào)：561413