本文關(guān)鍵詞：模糊PID解耦算法在船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)中的應(yīng)用研究　出處：《武漢理工大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)在海洋開發(fā)中具有重要意義，受到各國越來越多的重視，國外的該技術(shù)已相對(duì)成熟，且在不斷優(yōu)化中，研究該技術(shù)對(duì)我國海洋事業(yè)發(fā)展有深遠(yuǎn)意義，本文基于三自由度上的運(yùn)動(dòng)模型研究了模糊PID解耦控制算法在船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)上的應(yīng)用。 在水平面上決定船舶運(yùn)動(dòng)的因素有縱蕩、橫蕩、艏搖三個(gè)自由度，船舶的運(yùn)動(dòng)分為高頻運(yùn)動(dòng)和低頻運(yùn)動(dòng)，而只有低頻運(yùn)動(dòng)會(huì)對(duì)船舶的位置造成影響，引起船舶低頻運(yùn)動(dòng)的因素有風(fēng)、一階波浪、水流和動(dòng)力部分產(chǎn)生的力和力矩，據(jù)此建立了與阻尼系數(shù)，水動(dòng)力系數(shù)和慣性系數(shù)相關(guān)的三自由度運(yùn)動(dòng)模型。 實(shí)際情況中水動(dòng)力系數(shù)和慣性系數(shù)是經(jīng)過一定簡(jiǎn)化后得到的，船舶的運(yùn)動(dòng)模型無法精確建立，經(jīng)典的PID控制無法滿足系統(tǒng)的控制要求，鑒于模糊算法不依賴于精確的數(shù)學(xué)模型，魯棒性強(qiáng)，本文采用模糊PID控制算法；建立了位置-速度雙環(huán)的控制策略；且在船舶的三個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)中，橫向方向和艏向方向上存在著耦合，內(nèi)環(huán)部分加入解耦環(huán)節(jié)，采用對(duì)角陣解耦，根據(jù)控制對(duì)象的數(shù)學(xué)模型計(jì)算出正確的解耦補(bǔ)償器，實(shí)現(xiàn)橫蕩和艏搖的單回路的控制。 在Simulink上利用模塊搭建出以速度控制為內(nèi)環(huán)、位置控制為外環(huán)的雙環(huán)控制，依次對(duì)常規(guī)的PID控制、PID解耦控制和模糊PID的解耦控制建立仿真圖，采用先內(nèi)環(huán)后外環(huán)的方法對(duì)三種算法進(jìn)行了參數(shù)的調(diào)試和系統(tǒng)仿真。根據(jù)仿真結(jié)果對(duì)幾種算法進(jìn)行了分析比較，總結(jié)出各自的優(yōu)勢(shì)和不足，，驗(yàn)證了模糊PID解耦算法對(duì)研究對(duì)象的良好控制效果，并通過加入干擾驗(yàn)證出模糊PID解耦算法在一定程度上的抗干擾性。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U664.82

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1311946