發(fā)布時間：2020-06-02 05:47

【摘要】：動力定位船作為海洋工程的重要裝備,其控制的收斂速度和控制精度直接影響了海洋作業(yè)的成敗,然而大部分的控制參數(shù)設計的方法都采用了試湊法,對于缺乏精確的控制對象模型和沒有實際海洋工作經(jīng)驗的人來說,控制參數(shù)的選取具有舉足輕重的意義。因此研究參數(shù)自整定控制的方法能夠減輕海洋工作人員的壓力,實現(xiàn)海洋裝置的自動化具有很大的意義。本文在不同的控制方法下,結合相應的參數(shù)自整定方法,研究了船舶動力定位參數(shù)自整定對收斂速度和控制精度的影響,本文的工作如下:首先,建立船舶三自由度運動學與動力學的模型以及風、浪、流干擾模型以便反映船舶在外界環(huán)境干擾下的運動特性。通過操縱性仿真試驗給出船舶模型,最后得出精確的模型,然后設計了基于Backstepping法的船舶動力定位已知和未知的控制律的設計,利用模糊控制的思想對控制參數(shù)進行自正定,根據(jù)控制參數(shù)的調整規(guī)則,以及偏差和偏差的變化率的取值范圍,實時對模糊規(guī)則查詢與計算,從而能夠實現(xiàn)自動化智能化的調節(jié)反步法設計的參數(shù),實驗結果表明:采用模糊規(guī)則反步法控制能夠使動力定位船比固定參數(shù)的控制方法有更快的收斂速度。其次,設計了基于動態(tài)面法的船舶動力定位已知和未知的控制律的設計,針對控制偏差范圍無法確定無法利用模糊方法進行參數(shù)自整定的情況,利用對角遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡DRNN對控制參數(shù)進行動態(tài)調節(jié),使得整個閉環(huán)系統(tǒng)具有更快的收斂速度。為了驗證參數(shù)自整定DSC控制方法的有效性,通過對一艘裝備有動力定位系統(tǒng)的船進行Matlab/Simulink的仿真驗證實驗,實驗結果表明:經(jīng)過DRNN參數(shù)自整定的DSC控制方法具有更快的收斂速度和較高的控制精度。最后,在動態(tài)面控制方法中引入Nussbaum增益的技巧以實現(xiàn)參數(shù)的快速整定,來改進神經(jīng)網(wǎng)絡參數(shù)自整定的收斂速度問題。以一艘動力定位船為例對所設計的控制器在不考慮所研究船舶系統(tǒng)不確定性和考慮所研究船舶系統(tǒng)不確定性這兩種情況下進行了MATLAB仿真實驗,驗證了引入了Nussbaum增益的自適應動態(tài)面控制參數(shù)的控制效果。
【圖文】：

將會更加方便。船體坐標 系通常表示為oxyz，原點o通常 設置在船體的重心位置，ox , oy ,oz 分 別 代 表 縱 軸、橫 軸與垂直軸�？v軸平 行 于水面 指 向 船 艏 方向，橫軸平行于水面指向船右舷方向，垂直軸垂 直于水面指向船底，，如圖2.3 所 示。bxbybz圖 2.3 船體坐標系2.1.2 運動變量及符號說明下面對建模過程中用到的一些參數(shù)和符號進行一下說明，如圖2.4 所 示：

船舶運動變量定義至動建模包含了六個自由度，其中有三個自由度是受力產(chǎn)生合是受力矩作用產(chǎn)生的轉動
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U675.7

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 王倩;艾劍良;;高超聲速飛行器動態(tài)面控制系統(tǒng)設計與仿真[J];系統(tǒng)仿真學報;2012年11期

2 杜佳璐;李文華;鄭凱;于雙和;;船舶動力定位系統(tǒng)的非線性輸出反饋控制[J];華南理工大學學報(自然科學版);2012年02期

3 孫紅英;于風衛(wèi);;基于自適應動態(tài)面的航向跟蹤控制器設計[J];青島遠洋船員學院學報;2010年04期

4 劉樹光;孫秀霞;董文瀚;王棟;;一種動態(tài)面神經(jīng)網(wǎng)絡魯棒飛行控制律設計[J];飛行力學;2010年06期

5 李鐵山;鄒早建;羅偉林;;基于DSC后推法的非線性系統(tǒng)的魯棒自適應NN控制[J];自動化學報;2008年11期

6 周麗;姜長生;;改進的非線性魯棒自適應動態(tài)面控制[J];控制與決策;2008年08期

7 衣麗葵;趙軍;;Buck型直流變換器的自適應動態(tài)面控制研究[J];石油化工高等學校學報;2007年03期

8 董文瀚;孫秀霞;林巖;;反推自適應控制的發(fā)展及應用[J];控制與決策;2006年10期

9 夏國清;Corbett Dan R;;基于DRNN神經(jīng)網(wǎng)絡的PD混合控制技術在船舶動力定位系統(tǒng)中的應用[J];中國造船;2006年01期

10 張桂蘭;鄧志良;;模糊控制器在船舶動力定位系統(tǒng)中的應用及改進[J];中國造船;2005年04期

本文編號：2692702