隨著世界各國之間的貿易不斷加強,水面船舶作為主要的交通運輸工具,對其性能要求進一步提高。在兩港口遠距離航行時以及一些特殊場合作業(yè)時,我們總是希望水面船只在航行時能夠抵擋住海洋干擾按照事先設置好的航向、航跡信號精準行駛。因此,對船舶航向及航跡的研究控制是一項極具價值的課題。本文以水面船只為被控對象,采用Backstepping控制算法,設計船舶航向、航跡控制器,主要完成以下工作:1.根據(jù)船舶運動特點以及研究的側重點不同,從動力學角度出發(fā)建立了船舶六自由度數(shù)學模型,并根據(jù)其運動特點進一步簡化為平面三自由度模型。同時為了便于航向控制研究與分析,建立了 Norrbin非線性數(shù)學模型。2.針對船舶航向非線性系統(tǒng)中存在模型參數(shù)不確定的問題,利用自適應技術對Backstepping算法中參數(shù)進行自適應調節(jié),獲得了一種自適應Backstepping航向跟蹤控制算法。3.在航向控制系統(tǒng)中,考慮到執(zhí)行器輸入飽和特性和模型參數(shù)不確定同時存在的情況,采用輔助設計系統(tǒng)和自適應Backstepping控制算法相結合的方法,設計了船舶航向抗飽和魯棒控制器。4.給出一種魯棒干擾觀測器的系統(tǒng)性設計方法,同時考慮了系統(tǒng)的... 

【文章來源】：大連海事大學遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１運動坐標系與固定坐標系??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅ?ｂｏｄｙ－ｆｉｘｅｄ?ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ?ｆｒａｍｅ?ａｎｄ?ｔｈｅ?ｅａｒｔｈ－ｆｉｘｅｄ?ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ?ｆｒａｍｅ??－７?－??

?大連海事大學專業(yè)學位碩士學位論文???３５?｜?｜?｜??３０?－?????２５?－?／??？?２〇?／?＿??Ｅ?／??＾?１５?－?／??１０?－?－??１?■??０?１?１?１?１???０?５０?１００?１５０?２００??時間ｔ／ｓ??圖３．４航向角Ｙ變化曲線??Ｆｉｇ．?３．４?Ｓｈｉｐ?ｃｏｕｒｓｅ＾?ｃｈａｎｇｅ?ｃｕｒｖｅ??４０?１???．???３０?｜?－??２０??１０?■??ｏ?■?／Ｖ＾－??????－ｉ〇?Ｌｉ／?＞?■?■???０?５０?１００?１５０?２００??時間ｔ／ｓ??圖３．?５控制舵角５變化曲線??Ｆｉｇ．?３．５?Ｃｏｎｔｒｏｌ?ｒｕｄｄｅｒ?ａｎｇｌｅ?８?ｃｈａｎｇｅ?ｃｕｒｖｅ??－２９?－??

?基于Ｂａｃｋｓｔｅｐｐｉｎｇ的船舶航向航跡運動控制???由于對參考輸入信號進行了濾波處理，可以看到舵角在合理范圍內變化，符合實際??中操縱情況，由于加入了干擾控制曲線出現(xiàn)小幅抖動。上述仿真結果有效地驗證了所設??計的控制律（３．３５）的航向保持性能。接下來，選取幅值為３０的正弦周期函數(shù)做參考輸??入信號，同樣加入海浪干擾進行仿真驗證，得到如下結果：??４０?＇?＇?＇??真實航??３〇?－?￣＾目標航向??－４０??１?１?１?１???０?２００?４００?６００?８００?１０００??時間ｔ／ｓ??圖３．?６航向跟蹤曲線??Ｆｉｇ．?３．６?Ｔｈｅ?ｔｒａｃｋｉｎｇ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｓｈｉｐ?ｃｏｕｒｓｅ??－３０?－??

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]具有執(zhí)行器飽和系統(tǒng)的控制研究[D]. 董秋陽.沈陽師范大學 2017
[4]模糊PID自動舵的設計與優(yōu)化[D]. 羅會軍.大連海事大學 2017
[5]支持向量機在船舶航向控制中的應用研究[D]. 張資林.吉林大學 2016
[6]船舶運動飽和控制[D]. 趙明英.大連海事大學 2014
[7]基于魯棒神經(jīng)網(wǎng)絡的船舶航向控制研究[D]. 熊國玉.大連海事大學 2014
[8]基于反步法的欠驅動船舶直線航跡跟蹤控制[D]. 張馨文.大連海事大學 2011
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本文編號：3469447