船舶航跡保持算法的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著航運事業(yè)的發(fā)展，船舶朝著大型化、高速化、智能化方向發(fā)展。超大型船舶在航行時，具有很大的慣性，對船舶的操縱控制要求高。另一方面，航運量的不斷增大，船舶航行密度越來越大，航道及港口變得相對狹窄，船舶操縱變得更加困難和復雜。為保證安全，提高航行的經(jīng)濟性，對船舶的操縱性能提出了更高的要求，因而有必要采用新的控制理論和技術(shù)，研究性能更好的船舶操縱控制策略。 船舶運動模型是研究船舶運動操縱和控制的基礎(chǔ)，針對船舶模型的非線性、時變性和不確

2、定性的特點，本文討論了船舶操縱運動非線性和線性數(shù)學模型，同時給出了風、浪、流干擾模型和相應的船舶操縱運動仿真結(jié)果。 傳統(tǒng)的PID自動舵需要精確的船舶控制模型來得到好的控制效果，但在實際當中，精確的船舶模型是很難得到的。為了解決這一問題，本文討論了利用神經(jīng)網(wǎng)絡學習理論結(jié)合PID算法而形成的神經(jīng)元PID、神經(jīng)元自適應PSD和神經(jīng)網(wǎng)絡PID控制算法并將之應用到了船舶的航向控制中，且應用MATLAB 7.0下的仿真工具SIMULINK

3、6.0對其進行仿真。仿真結(jié)果表明，此三種方法與對象的數(shù)學模型無關(guān)：在存在海風、海浪和海流干擾情況下，這三種方法都能達到明顯比傳統(tǒng)的PID算法好的航向控制效果，而且從船舶運動的復雜性與其數(shù)學模型的不確定性來看，基于系識統(tǒng)辨的神經(jīng)網(wǎng)絡PID控制要優(yōu)于另外兩種算法。 最后本文分析研究了船舶航跡保持原理，介紹了航跡控制的兩種實現(xiàn)方法即直接法與間接法的相關(guān)知識，并對間接法控制方案的相關(guān)環(huán)節(jié)進行控制算法的研究與實現(xiàn)，重點是設計相關(guān)控制器的結(jié)