本文針對具有內(nèi)部參數(shù)不確定性和外部擾動的海上船舶自抗擾控制設(shè)計和參數(shù)優(yōu)化配置問題,基于線性自抗擾控制技術(shù)(Linear Active Disturbance Rejection Control,LADRC),建立了船舶航向保持控制器;考慮海浪干擾信號,對舵機運動的幅度和速度進行限制;從頻域角度分析了船舶航向線性自抗擾控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和魯棒性;考慮實際船舶航向保持控制系統(tǒng)的執(zhí)行限制,設(shè)計了更符合海上操舵經(jīng)驗的適應(yīng)度函數(shù);最后應(yīng)用飛蛾撲火算法(Moth-Flame Optimization,MFO)最優(yōu)化配置系統(tǒng)參數(shù)。本文主要創(chuàng)新點如下:(1)針對具有內(nèi)部參數(shù)不確定性和外部擾動的海上船舶設(shè)計了航向自抗擾控制器,并解決了舵機模型中舵角的限幅和限速問題。(2)采用頻域分析的方法,系統(tǒng)地分析了自抗擾控制器對外部波浪擾動的抑制能力、模型參數(shù)不確定時的魯棒性,計算出系統(tǒng)選擇不同控制帶寬和觀測帶寬下的截止頻率,從而可以對執(zhí)行機構(gòu)帶寬參數(shù)進行合理配置;提出了船舶航向保持控制器參數(shù)的配置規(guī)律;設(shè)計了基于滑模控制理論提出了反饋控制帶寬的計算方法。(3)針對動態(tài)過程與穩(wěn)態(tài)過程對控制系統(tǒng)的要求不同的問題,引入增益...

【文章頁數(shù)】：55 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１不同浪高對應(yīng)的波浪??Ｆｉｇ．?２．１?Ｓｐｅｃｔｒｕｍ?ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｗａｖｅ?ｈｅｉｇｈｔ??２．３航向保持控制器設(shè)計??

?波浪作用下船舶航向自抗擾控制及參數(shù)優(yōu)化???其中，Ｘ，，．，和＼２為波浪運動狀態(tài)，凡為波浪輸出，Ｗ為零均值高斯白噪聲。??根據(jù)式（２．６）和表２．１，可以得到不同浪高時對應(yīng)的海浪如圖２．１，由圖２．１可以直觀地??看出海浪的頻率分布。?：??１?〇?ｒ?ｆ?５?＇?ｔ?Ｉ?Ｉ?....

圖４．２三種吃水狀態(tài)的船艏向輸出??Ｆｉｇ．?４．２?Ｈｅａｄｉｎｇ?ｏｕｔｐｕｔ?ｆｏｒ?３?ｌｏａｄｅｄ?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ??２５?－?－ｊ－?—?－｜?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ??

?大連海事大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文???８０?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??７０?－?－??６０?＊???－??５〇?，??￣￣￣：??ｒ?４０?＇?／?／??期望航向??＾?／?／??吃水６．８米??＾?３０?－?／?／??吃水９．５米?＿??至?／?／??吃水１２．８米??＾....

圖４．３三種吃水狀態(tài)的舵角輸出??Ｆｉｇ．?４．３?Ｃｏｍｍａｎｄ?ｒｕｄｄｅｒ?ａｎｇｌｅ?ｉｎｐｕｔ?ｆｏｒ?３?ｌｏａｄｅｄ?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ??

?大連海事大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文???８０?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??７０?－?－??６０?＊???－??５〇?，??￣￣￣：??ｒ?４０?＇?／?／??期望航向??＾?／?／??吃水６．８米??＾?３０?－?／?／??吃水９．５米?＿??至?／?／??吃水１２．８米??＾....

圖５．３六種算法適應(yīng)度函數(shù)值迭代過程??Ｆｉｇ．?５．３?ｔｈｅ?Ｆｉｔｎｅｓｓ?Ｖａｌｕｅ?ｏｆ?６?Ａｌｇｏｒｉｓｍｓ?Ｉｔｅｒａｔｉｏｎ?Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ??

?波浪作用下船舶航向自抗擾控制及參數(shù)優(yōu)化???５．５仿真實驗及結(jié)果??本次仿真實驗的環(huán)境參數(shù)與４．６節(jié)相同。舵機控制參數(shù)�。埃埃担�?２０。設(shè)定??期望航向％?＝３０°。??５．５．１優(yōu)化算法對比實驗??使用遺傳算法（ＧＡ）、粒子群算法（ＰＳＯ）、差分進化算法（ＤＥ）、教學(xué)優(yōu)化算....

本文編號：4019632