船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)的自抗擾控制研究.pdf

1、本文針對(duì)船舶動(dòng)力定位控制系統(tǒng)展開(kāi)了仿真建模與自抗擾控制的研究，主要的研究工作包括以下四個(gè)方面:
　　1.基于實(shí)船數(shù)據(jù)建立了動(dòng)力定位控制系統(tǒng)的仿真模型，包括系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型、實(shí)時(shí)推力分配邏輯、推進(jìn)器模型以及傳感器噪聲模型，使得控制器的輸出量能實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際工程中的控制量——螺距角和舵角，并對(duì)所建立的系統(tǒng)模型進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
　　2.作者從自抗擾控制應(yīng)用研究的核心問(wèn)題——擾動(dòng)估計(jì)切入，首先詳細(xì)分析了船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)中所面臨的各種擾

2、動(dòng)，并將其分為低頻擾動(dòng)和高頻擾動(dòng)兩類。針對(duì)低頻擾動(dòng)，分別對(duì)速度矢量可測(cè)量和速度矢量不可測(cè)量的情況給出了相應(yīng)的抗擾控制方法;針對(duì)高頻擾動(dòng)，探索應(yīng)用了兩種自抗擾的濾波方法，然后對(duì)所提出的控制和濾波方法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。最后對(duì)動(dòng)力定位自抗擾控制方案效果的影響因素進(jìn)行了討論分析，為后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)。
　　3.提高擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的擾動(dòng)估計(jì)精度是提高自抗擾控制性能的重要途徑，針對(duì)工程實(shí)際中可能存在的情況:1）可實(shí)現(xiàn)觀測(cè)器帶寬較小;2）采樣間隔

3、大，分別給出了相應(yīng)的擾動(dòng)估計(jì)模型的改進(jìn)方法:1）基于雙ESO的擾動(dòng)估計(jì)模型;2）基于高階擾動(dòng)信息的擾動(dòng)估計(jì)模型，并以錨泊輔助動(dòng)力定位問(wèn)題為例，仿真驗(yàn)證了上述改進(jìn)方法的有效性。
　　4.針對(duì)船舶動(dòng)力定位控制系統(tǒng)中由執(zhí)行機(jī)構(gòu)引起的時(shí)滯問(wèn)題，本文提出一種基于預(yù)估器的采用高階擾動(dòng)信息擾動(dòng)估計(jì)模型的自抗擾控制器，并以動(dòng)力定位系統(tǒng)中第三個(gè)回路為例，分別對(duì)不考慮與其它回路耦合影響和考慮與其它回路耦合影響的情形進(jìn)行了仿真計(jì)算，驗(yàn)證了上述自抗擾控制