基于自抗擾控制技術(shù)的自動(dòng)操舵儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、自動(dòng)操舵儀是用來控制船舶航向的重要設(shè)備，能使船舶在預(yù)定的航向上運(yùn)行，并能克服使船舶偏離預(yù)定航向的各種干擾及影響，使船舶自動(dòng)地穩(wěn)定在預(yù)定的航向上運(yùn)行，其性能直接影響船舶航行的操縱性、經(jīng)濟(jì)性和安全性。傳統(tǒng)的控制方法依賴于船舶的精確數(shù)學(xué)模型，并受模型參數(shù)攝動(dòng)以及船舶在運(yùn)動(dòng)中的風(fēng)、浪、流等外界因素的干擾，難以應(yīng)付航行條件錯(cuò)綜復(fù)雜的變化。為了提高自動(dòng)操舵儀的控制性能，克服外界因素的干擾，本文采用了自抗擾控制器技術(shù)(Auto/Active Dist

2、urbances Rejection Controller)這一新的非線性控制方法，通過安排過渡過程、提取微分信號(hào)、應(yīng)用非線性組合、擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器(Extended State Observer)與擾動(dòng)估計(jì)補(bǔ)償?shù)冗^程，組建自抗擾控制器。從計(jì)算機(jī)仿真試驗(yàn)結(jié)果來看，該技術(shù)是不依賴于被控對(duì)象精確模型的新型實(shí)用數(shù)字控制技術(shù)。測(cè)試結(jié)果表明使用自抗擾控制技術(shù)的船舶自動(dòng)操舵儀不但能減少人工操作，提高航行安全性，而且還有明顯的經(jīng)濟(jì)效益，性能穩(wěn)定可靠。<

3、br>　　 本文首先介紹了自動(dòng)舵的發(fā)展歷史及國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。依據(jù)船舶在航行狀態(tài)下的特性建立了非線性響應(yīng)數(shù)學(xué)模型，對(duì)影響船舶航行的環(huán)境因素進(jìn)行了分析，設(shè)計(jì)出了航向自抗擾控制器。針對(duì)自動(dòng)操舵儀實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)功能，討論了自動(dòng)操舵儀的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。對(duì)自動(dòng)操舵儀可能受到的各類干擾因素進(jìn)行了詳細(xì)的分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)其硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)，并簡(jiǎn)要說明了所采取的抗干擾措施。
　　 依據(jù)論文提出的設(shè)計(jì)方案，成功的設(shè)計(jì)出了自動(dòng)操舵儀的樣機(jī)，并進(jìn)行了性能測(cè)試。對(duì)自