船舶航向保持控制在海洋工程中具有重要的運(yùn)用,為了設(shè)計(jì)簡(jiǎn)捷的控制器來實(shí)現(xiàn)船舶航向保持任務(wù),本文以大連海事大學(xué)科研實(shí)習(xí)船"育鵬"輪為研究對(duì)象,對(duì)其建立考慮外界干擾的非線性Nomoto數(shù)學(xué)模,以建立非線性數(shù)學(xué)模型為控制對(duì)象,設(shè)計(jì)PID航向保持控制器,用MATLAB旋回試驗(yàn)驗(yàn)證了所建立的非線性數(shù)學(xué)模型的有效性,兩個(gè)仿真對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了建立的非線性Nomoto數(shù)學(xué)模型相比于線性Nomoto數(shù)學(xué)模型在所設(shè)計(jì)PID控制器的控制下,具有良好的控制效果且舵機(jī)能量耗損較小. 

【文章來源】：廣州航海學(xué)院學(xué)報(bào). 2020,28(04)

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

“育鵬”輪非線性船舶數(shù)學(xué)模型

“育鵬”輪旋回對(duì)比圖

利用改進(jìn)PID控制器對(duì)非線性系統(tǒng)與線性系統(tǒng)進(jìn)行仿真對(duì)比實(shí)驗(yàn),紅色實(shí)線表示考慮外界干擾的線性Nomoto模型,藍(lán)色實(shí)線表示相同干擾環(huán)境下非線性Nomoto模型,仿真環(huán)境為5級(jí)海況,5級(jí)風(fēng)力干擾,風(fēng)力干擾分為平均風(fēng)和脈動(dòng)風(fēng),脈動(dòng)風(fēng)以白噪聲信號(hào)等效[4],仿真風(fēng)力干擾如圖4所示.船舶初始狀態(tài)為[Ψ(0),r(0),δr(0)]=[0°,0°/s,0°],仿真時(shí)間為500 s,為減少舵機(jī)損耗,船舶操舵最大幅值為30°,仿真效果如圖3所示.圖4 外界風(fēng)力干擾


本文編號(hào)：3555336