本文關(guān)鍵詞：基于干擾觀測器的船舶動力定位控制器研究

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【摘要】：動力定位是在近些年來才被逐漸提出的一個問題,其區(qū)別于傳統(tǒng)的錨泊定位,是指海洋船舶或結(jié)構(gòu)物通過自身的動力系統(tǒng),在克服外界干擾的情況下,保持船舶或結(jié)構(gòu)物的運動狀態(tài)或者定點懸�？刂�。隨著國家大力發(fā)展海洋事業(yè),海上作業(yè)將會面臨不斷增大的施工難度,而動力定位技術(shù)在海洋資源勘探、石油開采、物資運輸?shù)雀黜検聵I(yè)中將會發(fā)揮越來越重要的作用。從動力定位技術(shù)發(fā)展至今,其控制算法經(jīng)過了不斷的更新?lián)Q代,以使其不斷適應(yīng)新形勢下的挑戰(zhàn),而海洋環(huán)境及船舶運動的非線性也導(dǎo)致了成熟發(fā)展的非線性控制理論在動力定位控制領(lǐng)域的應(yīng)用。為了解決系統(tǒng)中外界擾動和觀測干擾的影響,可以在閉環(huán)控制中引入干擾觀測器,對干擾進行觀測并抑制,保證閉環(huán)系統(tǒng)的高精度性能,將干擾觀測器應(yīng)用于船舶動力定位系統(tǒng)是一種行之有效的創(chuàng)新性的方法。本文利用供給船的數(shù)學(xué)模型對建立的控制系統(tǒng)進行了驗證。研究過程中,本文分析了船舶在三自由度系統(tǒng)下的運動學(xué)和動力學(xué)模型,對系統(tǒng)建立了基于狀態(tài)空間方程的數(shù)學(xué)模型。當(dāng)船舶在海面上漂浮或者航行時,總會受到來自海上風(fēng)浪流等各種復(fù)雜的外在條件的干擾,這加大了系統(tǒng)控制設(shè)計的難度。干擾觀測器的引入,可以有效的觀測并估計船舶受到的外界力和力矩的干擾,并在系統(tǒng)中引入干擾補償量,在系統(tǒng)受到干擾產(chǎn)生偏移時能夠提前預(yù)知偏移方向與偏移量,進而克服外界干擾帶來的不必要的擾動。由于動力定位中主要的擾動是低頻信號,干擾觀測器的核心內(nèi)容是對觀測器內(nèi)部的低通濾波器的分析,因此干擾觀測器的主要工作重點就是低通濾波器的設(shè)計。為了更好的實現(xiàn)對系統(tǒng)的設(shè)計,文章在控制系統(tǒng)中加入了模糊PID控制理論,提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度以及控制精度。基于干擾觀測的模糊PID控制器很好的解決了系統(tǒng)響應(yīng)和抑制干擾的問題。
【學(xué)位授予單位】：浙江海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U664.82

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本文編號：1240657