本文關鍵詞：耙吸挖泥船軌跡跟蹤疏�？刂品椒ㄑ芯�

  更多相關文章： 耙吸挖泥船 動力定位 軌跡跟蹤 控制策略 滑�？刂�

【摘要】：耙吸挖泥船在疏浚作業(yè)中必須進行軌跡跟蹤控制,才能保證挖泥船沿著指定的軌跡進行挖泥,動力定位系統(tǒng)是挖泥船實現(xiàn)精準作業(yè)的核心裝備。本文以“江蘇省產(chǎn)學研聯(lián)合創(chuàng)新資金—前瞻性聯(lián)合研究項目”為依托,以某大型耙吸式挖泥船為研究對象,重點對挖泥船在疏浚作業(yè)過程中的軌跡跟蹤控制方法進行了研究。首先分析了船舶運動特性和風、浪、流等干擾的特點,對疏浚作業(yè)的船舶運動模型進行了合理的假設,結合控制需求和模型復雜程度為后續(xù)的船舶模型的簡化打下基礎。而后,研究了挖泥過程中耙臂受到的拖曳力的數(shù)學模型,通過對耙臂進行受力分析,獲得了耙臂拖曳力的模型,為耙吸挖泥船模型的建立和軌跡跟蹤控制的研究打下基礎。其次在現(xiàn)有視線(line-of-sight,LOS)控制策略的基礎上對其進行了改進,結合自適應觀測器,提出了自適應積分LOS控制策略。海流作為影響挖泥船軌跡跟蹤的重要因素,通過自適應觀測器對其進行估計,結合LOS控制策略對挖泥船艏向進行補償,從而保證軌跡跟蹤任務的完成。本文還給出了艏向控制器控制量同方位量之間的換算關系和視線控制策略的具體算法。最后考慮到耙吸挖泥船在疏浚過程中模型參數(shù)會隨著工況不同及受到的干擾而發(fā)生變化,為了提高軌跡跟蹤控制的魯棒性和抗干擾能力,采用滑�？刂圃O計了軌跡跟蹤控制器。仿真實驗表明,本文所設計的滑�？刂破髟跐M足動力定位設備限制的前提下,降低了滑模控制“抖振”的作用并兼顧控制品質要求,綜合性能優(yōu)于常規(guī)的PID控制器。針對慢時變干擾,為了進一步提高控制器的適應性和抗干擾能力,設計了自適應反演滑模控制器。最后根據(jù)建立的挖泥船模型,引入自適應積分控制策略,通過仿真實驗和實船實驗對軌跡跟蹤控制效果進行了驗證,實驗結果表明本文提出的軌跡跟蹤控制方法具有一定的工程實用價值。
【關鍵詞】：耙吸挖泥船 動力定位 軌跡跟蹤 控制策略 滑�？刂�
【學位授予單位】：江蘇科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U664.82;U674.31
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-13
• 第1章 緒論13-19
• 1.1 課題的背景及意義13-15
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢15-17
• 1.3 本課題研究內容17-19
• 第2章 耙吸挖泥船的數(shù)學模型19-47
• 2.1 挖泥船的低頻運動模型19-27
• 2.1.1 坐標系及運動變量19-20
• 2.1.2 船舶六自由度運動模型20-25
• 2.1.3 挖泥船的運動模型25-27
• 2.2 挖泥船的高頻運動模型27-29
• 2.3 外界干擾的數(shù)學模型29-39
• 2.3.1 風的模型29-34
• 2.3.2 波浪的力和力矩模型34-38
• 2.3.3 海流模型38-39
• 2.4 耙吸挖泥船耙臂拖曳力分析39-46
• 2.4.1 耙吸管系統(tǒng)39-41
• 2.4.2 耙臂拖曳力估計41-46
• 2.5 本章小結46-47
• 第3章 耙吸挖泥船的軌跡跟蹤策略研究47-63
• 3.1 引言47-49
• 3.2 耙吸挖泥船的軌跡規(guī)劃49-51
• 3.3 LOS控制策略51-55
• 3.3.1 常規(guī)LOS控制策略51-53
• 3.3.2 前視(look ahead)LOS控制策略53-55
• 3.4 自適應積分LOS控制策略55-59
• 3.5 控制器輸入/輸出量同艏向方位量的換算59-62
• 3.6 本章小結62-63
• 第4章 軌跡跟蹤控制器設計及仿真63-93
• 4.1 滑模變結構控制概述63-69
• 4.1.1 滑模控制簡介63-66
• 4.1.2 滑�？刂贫墩癞a(chǎn)生的原因及消除方法66-69
• 4.2 軌跡跟蹤滑模控制器設計69-75
• 4.2.1 滑�？刂破髟O計69-70
• 4.2.2 仿真結果及分析70-75
• 4.3 軌跡跟蹤自適應反演滑模控制器設計75-83
• 4.3.1 自適應控制和反演控制簡介76-78
• 4.3.2 自適應反演滑模控制器設計78-83
• 4.4 耙吸挖泥船軌跡跟蹤建模及控制效果83-92
• 4.4.1 耙吸挖泥船軌跡跟蹤仿真實驗83-90
• 4.4.2 實船試驗及分析90-92
• 4.5 本章小結92-93
• 結論及展望93-95
• 參考文獻95-99
• 致謝99

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 周崗;陳永冰;陳陽;李文魁;賈玉柱;;一種船舶直線航跡控制算法及控制參數(shù)的設計[J];儀器儀表學報;2013年05期

，

本文編號：727800