隨著航運(yùn)的發(fā)展,船舶開始向智能化、大型化發(fā)展,因此對(duì)船舶航向控制的研究變得尤為重要。滑模變結(jié)構(gòu)控制方法具有對(duì)對(duì)象參數(shù)及擾動(dòng)無(wú)關(guān)特性,且設(shè)計(jì)過(guò)程簡(jiǎn)單、控制效率高,非常適合用于船舶航向控制器的設(shè)計(jì)。本文針對(duì)滑模變結(jié)構(gòu)控制方法中趨近律的選擇、抖振抑制、收斂速率的提高等問(wèn)題進(jìn)行了探究,提出了組合式雙冪次趨近律,并結(jié)合迭代滑模方法,設(shè)計(jì)了一階船舶航向控制器。考慮到船舶一階數(shù)學(xué)模型存在對(duì)船舶運(yùn)動(dòng)特性描述不精確的問(wèn)題,因此又選用船舶二階非線性數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了航向控制器的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)控制器時(shí)引入自抗擾技術(shù),解決了對(duì)外界未知擾動(dòng)的估計(jì)問(wèn)題。具體內(nèi)容如下:（1）滑模變結(jié)構(gòu)控制中,趨近律的選擇對(duì)控制系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)點(diǎn)的趨近速率影響很大,并在一定程度上影響著控制系統(tǒng)的抖振。因此,本文選擇抖振較小的快速趨近律和雙冪次趨近律進(jìn)行比較,通過(guò)數(shù)學(xué)方法計(jì)算出兩種趨近律的收斂時(shí)間,最終在比較兩種趨近律收斂時(shí)間快慢的前提下,提出了組合式雙冪次趨近律。經(jīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證該趨近律在趨近階段收斂速率更快,抖振更小。（2）選用船舶一階K-T數(shù)學(xué)模型進(jìn)行航向控制器的設(shè)計(jì),但是數(shù)學(xué)模型中的未知項(xiàng)易使控制系統(tǒng)由穩(wěn)定轉(zhuǎn)為發(fā)散,所以設(shè)計(jì)控制器時(shí)一般會(huì)對(duì)未... 

【文章頁(yè)數(shù)】：60 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排
2 知識(shí)概述
    2.1 船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型
        2.1.1 坐標(biāo)系的建立
        2.1.2 常用船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型
    2.2 滑模變結(jié)構(gòu)控制基礎(chǔ)
        2.2.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制的數(shù)學(xué)描述
        2.2.2 滑模變結(jié)構(gòu)控制存在的問(wèn)題
        2.2.3 抖振抑制方法
    2.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)
        2.3.1 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
        2.3.2 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法
    2.4 估計(jì)補(bǔ)償自抗擾技術(shù)
        2.4.1 自抗擾技術(shù)概述
        2.4.2 自抗擾技術(shù)控制結(jié)構(gòu)
    2.5 本章小結(jié)
3 組合式雙冪次趨近律的提出
    3.1 雙冪次趨近律收斂時(shí)間的計(jì)算
    3.2 快速趨近律收斂時(shí)間的計(jì)算
    3.3 兩種趨近律收斂時(shí)間的比較
    3.4 組合式雙冪次趨近律的提出
    3.5 本章小結(jié)
4 一階非線性迭代滑模航向控制器的設(shè)計(jì)
    4.1 迭代滑模航向控制器
        4.1.1 控制器的設(shè)計(jì)
        4.1.2 控制效果仿真分析
    4.2 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線估計(jì)參數(shù)
        4.2.1 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線估計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)
        4.2.2 RBF在線估計(jì)參數(shù)仿真結(jié)果
    4.3 本章小結(jié)
5 二階非線性自抗擾滑模航向控制
    5.1 狀態(tài)空間模型
    5.2 自抗擾滑模航向控制器的設(shè)計(jì)
        5.2.1 控制律的構(gòu)建
        5.2.2 自抗擾控制器的構(gòu)建
    5.3 仿真結(jié)果及分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間的科研成果



本文編號(hào)：3667419