海上環(huán)境的復雜性以及船舶數(shù)學模型的不確定性,使船舶在動力定位控制中受到的外部擾動和內(nèi)部擾動影響較大。同時,隨著人類對海洋的不斷探索,要完成海洋鉆井平臺定位、海底管道和電纜鋪設等復雜任務,對動力定位精度的要求日益提高。因此,如何提高船舶動力定位控制系統(tǒng)的控制性能一直備受關注。本文研究了船舶動力定位系統(tǒng)智能自抗擾控制問題,完成的主要工作如下:（1）建立船舶動力定位系統(tǒng)的仿真模型,包括動力定位船舶數(shù)學模型、外界環(huán)境干擾數(shù)學模型、以及系統(tǒng)未建模動態(tài)數(shù)學模型。建立的仿真模型考慮到了動力定位控制中受到的外部擾動和內(nèi)部擾動,為后續(xù)的仿真驗證提供有效的依據(jù)。（2）自抗擾控制器（ADRC）可通過擴張狀態(tài)觀測器估計未知擾動,并對系統(tǒng)給予補償,達到很好的抑制擾動作用。然而,非線自抗擾控制器（NLADRC）的抗擾范圍有限、參數(shù)整定困難,而線性自抗擾控制器（LADRC）的控制精度欠佳。針對這一問題,本文設計了一種線性/非線性自抗擾切換（SADRC）的船舶動力定位控制器,該方法能夠兼容LADRC和NLADRC的優(yōu)點,達到理想的控制效果。最后,分別以北海救“115”救助船舶和一艘系泊儲油輪為仿真對象進行了仿真驗證。... 

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 論文的研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究內(nèi)容
第2章 船舶動力定位系統(tǒng)的數(shù)學模型
    2.1 引言
    2.2 船舶數(shù)學模型
        2.2.1 坐標系及坐標變換
        2.2.2 船舶運動學方程
        2.2.3 船舶動力學方程
        2.2.4 船舶動力定位數(shù)學模型
    2.3 船舶所受擾動力模型
        2.3.1 風、浪、流等環(huán)境干擾力數(shù)學模型
        2.3.2 系統(tǒng)未建模動態(tài)數(shù)學模型
    2.4 船舶運動模型的控制仿真
    2.5 本章小結
第3章 船舶動力定位系統(tǒng)線性/非線性自抗擾切換控制
    3.1 引言
    3.2 線性、非線性自抗擾的特點
        3.2.1 非線性自抗擾算法的設計原理
        3.2.2 線性自抗擾算法的設計原理
        3.2.3 線性、非線性自抗擾的特點比較
    3.3 線性/非線性自抗擾切換算法
        3.3.1 LADRC/NLADRC切換算法設計
        3.3.2 LADRC/NLADRC切換算法中參數(shù)整定
    3.4 仿真研究與分析
    3.5 本章小結
第4章 動力定位系統(tǒng)自抗擾切換算法的智能優(yōu)化
    4.1 引言
    4.2 基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡的自抗擾切換控制器設計
        4.2.1 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡模型
        4.2.2 基于RBF網(wǎng)絡優(yōu)化的自抗擾切換算法
    4.3 仿真研究與分析
    4.4 本章小結
第5章 結論與展望
參考文獻
攻讀學位期間公開發(fā)表論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于云模型的艦船動力定位控制系統(tǒng)設計[J]. 潘力.  艦船科學技術. 2017(18)
[2]一種魯棒的動力定位系統(tǒng)狀態(tài)估計算法[J]. 張相宜,楊宣訪,王家林.  計算技術與自動化. 2017(03)
[3]基于遺傳算法的船舶動力定位系統(tǒng)故障診斷研究[J]. 趙林,肖彩霞.  艦船科學技術. 2017(14)
[4]基于擴張觀測器的船舶動力定位系統(tǒng)反演滑模變結構控制[J]. 金月,俞孟蕻,袁偉,樊冀生.  艦船科學技術. 2017(03)
[5]線性/非線性自抗擾切換控制方法研究[J]. 李杰,齊曉慧,夏元清,高志強.  自動化學報. 2016(02)
[6]基于人工蜂群算法的船舶動力定位自抗擾控制器設計[J]. 吳德烽,任鳳坤,尹自斌.  船舶工程. 2015(08)
[7]基于粒子群優(yōu)化算法的船舶動力定位云模型控制器設計[J]. 李眾,郭丹丹.  計算機測量與控制. 2014(12)
[8]船舶動力定位關鍵技術研究綜述[J]. 吳德烽,楊國豪.  艦船科學技術. 2014(07)
[9]非線性船舶動力定位控制器設計[J]. 趙大威,邊信黔,丁福光.  哈爾濱工程大學學報. 2011(01)
[10]船舶動力定位系統(tǒng)控制技術的發(fā)展與展望[J]. 余培文,陳輝,劉芙蓉.  中國水運. 2009(02)

博士論文
[1]船舶動力定位系統(tǒng)的自抗擾控制研究[D]. 雷正玲.大連海事大學 2014
[2]船舶動力定位的智能控制及推力分配研究[D]. 劉洋.大連海事大學 2013
[3]動力定位船舶非線性自適應控制研究[D]. 楊楊.大連海事大學 2013
[4]水面艦船動力定位系統(tǒng)智能控制技術研究[D]. 夏國清.哈爾濱工程大學 2001

碩士論文
[1]船舶航向局部逼近神經(jīng)網(wǎng)絡復合自抗擾控制研究[D]. 李永正.大連海事大學 2017
[2]BP神經(jīng)網(wǎng)絡PID控制在船舶動力定位系統(tǒng)中的應用[D]. 周春光.大連海事大學 2016
[3]船舶動力定位的預測控制研究及其三維仿真平臺開發(fā)[D]. 王瑞.大連海事大學 2014
[4]船舶減搖鰭系統(tǒng)的智能自抗擾控制研究[D]. 魏文.大連海事大學 2014
[5]船舶動力定位自抗擾控制及仿真的研究[D]. 高峰.大連海事大學 2013
[6]救助船舶動力定位控制系統(tǒng)及其仿真的研究[D]. 彭建.大連海事大學 2012
[7]救助船動力定位智能控制及仿真的研究[D]. 雷正玲.大連海事大學 2011



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