發(fā)布時(shí)間：2021-11-04 11:16

　　船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)（Dynamic Positioning System,DPS）是指船舶在不借助任何錨泊設(shè)備的前提下,憑借自身推進(jìn)系統(tǒng)對(duì)海洋環(huán)境干擾進(jìn)行補(bǔ)償并驅(qū)動(dòng)船舶運(yùn)動(dòng),以達(dá)到在目標(biāo)位置或精確地跟蹤某一預(yù)設(shè)軌跡的功能,從而完成各種海上生產(chǎn)作業(yè)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。相比于傳統(tǒng)的錨泊定位方式,DPS具有定位精度高、操縱性強(qiáng),抗干擾能力強(qiáng)且不受水深限制的優(yōu)點(diǎn)。近年來,由于人類活動(dòng)從近岸向深�？臻g的擴(kuò)張,動(dòng)力定位系統(tǒng)在海洋能源勘探、海上工程維護(hù)和海洋環(huán)境調(diào)查等活動(dòng)的中顯示出越來越重要的意義。另一方面,隨著控制理論的發(fā)展及其在海洋工程領(lǐng)域的應(yīng)用,船舶也朝向更加智能化,自動(dòng)化的方向發(fā)展。常見的配備DPS的水面運(yùn)載工具有:供應(yīng)船、海上石油鉆井平臺(tái)、深水鉆井船。本文考慮了執(zhí)行器增益不確定,模型參數(shù)不確定及外界擾動(dòng)上界未知的非線性船舶動(dòng)力定位系統(tǒng),基于Backstepping工具設(shè)計(jì)了一種自適應(yīng)有限時(shí)間控制器。利用徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Radial Basis Functions Neural Networks,RBFNNs）具有逼近任意非線性函數(shù)的優(yōu)點(diǎn)對(duì)動(dòng)力定位船舶模型參數(shù)不確定進(jìn)行逼近,使得到的控制律不需要船... 

【文章來源】：大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：63 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)組成??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｈｅ?ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｈｉｐ?ｄｙｎａｍｉｃ?ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ?ｓｙｓｔｅｍ??

３．?１．１船舶運(yùn)動(dòng)的參考坐標(biāo)系??船舶在海面上的任意運(yùn)動(dòng)一般可以通過六個(gè)自由度進(jìn)行描述，其采用兩種坐??標(biāo)系統(tǒng)：慣性坐標(biāo)系統(tǒng)與附體坐標(biāo)系統(tǒng)。如圖３．１所示。圖中為固定于地??球表面的慣性系統(tǒng)，取作基準(zhǔn)參考系統(tǒng)，規(guī)定￡為起始位置，軸指向正北，??軸指向正東，軸指向地心；是附體坐標(biāo)系，０位于船舶艏尾中心線位??置，Ｏｘ沿船中線指向船首，辦指向右肢，Ｏｚ指向船底；艏向角＃以正北為初始??方向，沿著順時(shí)針方０°￣３６（Ｔ變化。??船舶的實(shí)際運(yùn)動(dòng)異常復(fù)雜。若采用附體坐標(biāo)系描述，船舶的任意運(yùn)動(dòng)包含兩??１６??

圖３．２線性阻尼和二次阻尼的影響范圍曲線??Ｆｉｇ．３．２?Ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ｌｉｎｅａｒ?ａｎｄ?ｑｕａｄｒａｔｉｃ?ａｎｄ?ｔｈｅｉｒ?ｓｐｅｅｄ?ｒｅｇｉｍｅｓ．??動(dòng)力定位進(jìn)行作業(yè)時(shí)通常是保持低速運(yùn)行。如圖３．２所示，線性指數(shù)阻尼項(xiàng)??和非線性二次阻尼項(xiàng)在船舶不同的速度領(lǐng)域起到主導(dǎo)作用。其中，線性指數(shù)阻尼??項(xiàng)對(duì)運(yùn)動(dòng)的鎮(zhèn)定起到主導(dǎo)作用。此外，動(dòng)力定位船舶通常運(yùn)行在２ｍ／ｓ的低速域，??若只考慮非線性二次阻尼項(xiàng)，將會(huì)對(duì)低速航行的船舶造成震蕩運(yùn)動(dòng)。??＾＾，１；，４為執(zhí)行器提供的控制力或力矩。１．＝＾人＾，１為分別作用于??船舶三個(gè)自由度的擾動(dòng)分量。??３．?２．?３環(huán)境擾動(dòng)??考慮到海浪具有隨機(jī)性，而船舶在執(zhí)行動(dòng)力定位作業(yè)時(shí)主要遭受到慢時(shí)變海??洋環(huán)境干擾的影響。一般地，當(dāng)系統(tǒng)具有大慣性大時(shí)滯時(shí)，外界干擾可以看成白??噪聲，可以利用Ｍａｒｋｏｖ過程的理論處理動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的輸出和輸入的關(guān)系［５７］。作用于??船舶上的等效環(huán)境千擾可由如下的一階Ｍａｒｋｏｖ過程描述：??［ｒ?＝?ＲＪｂ??－?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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