本文關(guān)鍵詞：船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)與仿真，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

當(dāng)前位置：文庫(kù)下載 > 所有分類 > 工程科技 > 電子/電路 > 船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)

船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)

2.2 控制器設(shè)計(jì)模型

考慮到船舶推力器的動(dòng)態(tài)特性,船舶的設(shè)計(jì)模型可以寫為:

x=Ax+B c

R#A+AR#-R#BP

T-1

BR#+Q=0

T

(9)

2.5 考慮積分作用的改進(jìn)的LQG反饋控制

考慮到DP系統(tǒng)中存在的非線性以及系統(tǒng)的擾動(dòng)抑止性能,為了能夠在縱蕩、橫蕩位置和艏搖角度上獲得穩(wěn)定的零狀態(tài)偏差,在控制律中引入3個(gè)積分作用,定義一個(gè)新的三維狀態(tài)向量

z=e2 因此我們就能定義一個(gè)增廣矩陣向量

x=[x,z]

(3)

,

式中,9維狀態(tài)估計(jì)變量x=

T

xL

TT

,其中 表

示估計(jì)的控制力向量,而 c表示需要加入的控制向量;矩陣A,B分別為

A=

AL0

BL

A B=

06!3-A(4)

(10)

TTT

~

得到如下的增廣狀態(tài)方程:

(11)

2.3 參考模型

DP研究除了定點(diǎn)控制外,還有一個(gè)重要的方面是跟蹤控制。跟蹤控制就是如何通過控制器產(chǎn)生一定的推力,使得船舶可以如何從某個(gè)設(shè)定點(diǎn)到新的設(shè)定點(diǎn)進(jìn)行跟蹤,這個(gè)運(yùn)動(dòng)可以是某個(gè)自由度單獨(dú)的運(yùn)動(dòng),也可以是三自由度的聯(lián)合運(yùn)動(dòng)。為了描述跟蹤控制,我們引入了如下的軌跡參考模型:

ad+ vd+#xd=#xref

e

e

e

e

e

e

e

x=A x+B LQ

矩陣A 和B 可由式(4)、(10)綜合而來。據(jù)此我們

可以得到新的LQG算法指標(biāo)J=ETlim #T

T

T

(eTQe+zQIz+ LQP LQ)dt

(12)

應(yīng)用與式(8)、(9)相同的算法,可以求得相應(yīng)的最優(yōu)控制輸入 LQ。

2.6 風(fēng)力前饋控制器設(shè)計(jì)

風(fēng)力對(duì)在海平面上行駛的船舶能產(chǎn)生很大的影響,為了快速的抵消由于風(fēng)力帶來的船舶擾動(dòng),一般在控制器設(shè)計(jì)中引入風(fēng)力前饋控制。有關(guān)風(fēng)力的運(yùn)動(dòng)模型可以參看文獻(xiàn)[11],其前饋的控制規(guī)律如下:

FF=-Gw wind

(5)

其中三維向量ad,vd,xd表示在固定坐標(biāo)系下

期望的船舶加速度、速度和位置軌跡曲線。向量xeref表示新的參考坐標(biāo),設(shè)計(jì)參數(shù)矩陣 , 都正定。通過轉(zhuǎn)換矩陣,也可以很方便的得到在關(guān)于隨船坐標(biāo)系的ad,vd,xd向量的軌跡參考模型。

期望的加速度和速度向量

aed,

ved

如果為0的

話,其實(shí)就是定點(diǎn)控制,也即希望船舶不做任何移動(dòng)。所以引入?yún)⒖寄Ｐ途驮诙c(diǎn)控制和跟蹤控制兩種控制模式中提供了平滑的過渡。2.4 LQG控制規(guī)律

控制器的控制規(guī)律采用LQG算法,此算法是通過取狀態(tài)估計(jì)向量與期望狀態(tài)向量的誤差來產(chǎn)生一個(gè)比例反饋控制向量。反饋控制律使下式性能指標(biāo)的最小化求得:

J=ETlin #T

(13)

其中, wind為船舶在縱蕩、橫蕩和艏搖方向所受到的力和力矩。假設(shè)風(fēng)在3個(gè)方向上是互不耦合

的,則Gw是對(duì)稱陣:

Gw=diag(gw1,gw2,gw3)

其中0 gwi 1(i=1,2,3)2.7 參考模型前饋控制器

為了提高在跟蹤控制的時(shí)候控制器的響應(yīng),可以根據(jù)參考模型的輸入設(shè)計(jì)一個(gè)前饋控制器。前饋控制規(guī)律是:

d=Mad+Dvd

其中M、D的意義參閱文獻(xiàn)[11]。2.8 綜合控制規(guī)律

綜合前面的控制作用,可以知道總的控制規(guī)律

(15)(14)

T

T

(eTQe+ LQP LQ)dt

(6)

式中e為狀態(tài)估計(jì)值與期望值之間的誤差變

TTT

量,e=[eT定義如下:1,e2,e3]

e1=[u,v,r]

T

e2=[x,y, ]T

(7)

e3= - FF- d應(yīng)該是:

c= LQ+ FF+ d

(16)

其中注意 LQ是考慮了積分作用后的最優(yōu)控制

向量。

其中e3中的 FF, d分別表示風(fēng)力,以及模型參考的前饋力(后面有介紹)。對(duì)于線性時(shí)不變系統(tǒng),可以求得最優(yōu)控制律為:

-1T

BR#eLQ=-P其中R#為下式Ricatti方程的解

(8)

Word文檔免費(fèi)下載：船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)（下載1-4頁(yè)，共4頁(yè)）

我要評(píng)論

相關(guān)主題

相關(guān)文檔

船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)_圖文

船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)_機(jī)械/儀表_工程科技_專業(yè)資料。動(dòng)力定位算法研究 維普資訊 船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì) 童進(jìn)軍 碩士研究生 ...

【論文】基于Terminal的船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)

船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)屬于不確定、非線性的系統(tǒng),本文對(duì)一船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了Terminal滑模控制器設(shè)計(jì)、通過Matlab中的Simulink進(jìn)行仿真,仿真的結(jié)果驗(yàn)證了滑模變...

非線性船舶動(dòng)力定位控制器設(shè)計(jì)

控 制器 通過非線性觀測(cè)器估計(jì) 出船 舶運(yùn)動(dòng)速度和系統(tǒng)的總擾動(dòng),采 設(shè)該并 用非線性反饋進(jìn)行補(bǔ)償 , 現(xiàn)對(duì) 船舶 的動(dòng)力定位控制. 過仿 真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 了控制器...

【論文】船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)的限幅LOR控制器設(shè)計(jì)

船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)的限幅LOR控制器設(shè)計(jì)_兵器/核科學(xué)_工程科技_專業(yè)資料 暫無評(píng)價(jià)

船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)與仿真_王麗娜_1_3船舶動(dòng)...

船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)與仿真_王麗娜_1_3船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)控制技術(shù)的發(fā)展 隱藏>> 1.3 船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r 動(dòng)力定位系統(tǒng)中的控制器用來解算...

船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)控制技術(shù)的發(fā)展與展望

船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)控制技術(shù)的發(fā)展與展望余培文摘 陳 輝 劉芙蓉 要: 船舶動(dòng)力...Fossen 做了全比例實(shí) 驗(yàn),采用李亞 普洛夫設(shè)計(jì)被動(dòng)非線性觀測(cè)器。 非線性隨機(jī)...

船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)的使用

“大洋一號(hào)”船 動(dòng)力定位系統(tǒng)的控制系統(tǒng)是挪威Kongsberg公司生產(chǎn) 的,型號(hào)SDP一11型,設(shè)計(jì)指標(biāo)是在風(fēng)力不大于6級(jí), 海流不大于1kn時(shí),利用廣域差分全球衛(wèi)星定位系統(tǒng) ...

現(xiàn)代船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)

A 配 ,重點(diǎn)給出了基于擴(kuò)展 Kalman 濾波的動(dòng)力定位 L Q G 控制器設(shè)計(jì)算法 ...動(dòng)力定位系統(tǒng) DP ( dynamical positioning) 主要 應(yīng)用于海上作業(yè)的船舶 ( 如...

現(xiàn)代船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)

DP 動(dòng)力定位系統(tǒng) 3頁(yè) 免費(fèi) 船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)簡(jiǎn)介 3頁(yè) 免費(fèi) 動(dòng)力定位系統(tǒng)規(guī)范介紹...了基 于擴(kuò)展 Kama 濾波 的動(dòng) 力定位 L 重 l n QG 控制器 設(shè)計(jì) 算法 . ...

船舶動(dòng)力定位技術(shù)簡(jiǎn)述

國(guó)內(nèi)外動(dòng)力定位控制系統(tǒng) 生產(chǎn)廠家均根據(jù)船舶的作業(yè)使命選擇國(guó)內(nèi)外各專業(yè)廠家的產(chǎn)品...模型預(yù)測(cè)控制算法的計(jì)算比一般用于動(dòng)力定位傳統(tǒng)的控制器設(shè)計(jì)更加復(fù)雜且更為 耗時(shí),...

船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)最優(yōu)控制器的仿真設(shè)計(jì)

船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)最優(yōu)控制器的仿真設(shè)計(jì)_機(jī)械/儀表_工程科技_專業(yè)資料。船舶動(dòng)力定位第3 8卷 第 4期SPHI 船海工程 OCEANENGIERI NENG Vo.8No413 .Aug0 .209 ...

他們剛剛閱讀過：

合唱組織

稅務(wù)資格備案表

萬(wàn)圣節(jié)!你!別!出!門!(膽小者慎入)

VHDL編程基礎(chǔ)20101025

信用工具和外匯(高二)

加強(qiáng)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)管理工作的措施分析

自考對(duì)外經(jīng)濟(jì)管理概論押密試題及答案(7)

黑龍江教師招聘-黑龍江教師招聘小學(xué)數(shù)學(xué)教師經(jīng)典復(fù)習(xí)資料一

變態(tài)心理學(xué)知識(shí)點(diǎn)

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)期末試題2

人教版二年級(jí)語(yǔ)文上冊(cè)第四課古詩(shī)兩首

二進(jìn)制十進(jìn)制十六進(jìn)制

馬鞍山大橋 橋面系施工方案

Transformation of dissolved organic matters in landfill leachate–bioelectrochemical system

草補(bǔ)督察工作表

2015抗菌藥分級(jí)管理目錄

新舊《會(huì)計(jì)檔案管理辦法》比較分析

TL1105SPF100Q;中文規(guī)格書,Datasheet資料

12.《聞一多先生的說和做》 上課使用

《大自然的啟示》作文教學(xué)課件

人體解剖學(xué)圖譜

ABB三相異步電機(jī)說明書

  本文關(guān)鍵詞：船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)與仿真，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：240663