1、隨著航運(yùn)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(shí)，具有很大的慣性，對(duì)船舶的操縱控制要求高。另一方面，航運(yùn)量的不斷增大，船舶航行密度越來(lái)越大，航道及港口變得相對(duì)狹窄，船舶操縱變得更加困難和復(fù)雜。為保證安全，提高航行的經(jīng)濟(jì)性，對(duì)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(yùn)動(dòng)模型是研究船舶運(yùn)動(dòng)操縱和控制的基礎(chǔ)，針對(duì)船舶模型的非線(xiàn)性、時(shí)變性和不確
2、定性的特點(diǎn)，本文討論了船舶操縱運(yùn)動(dòng)非線(xiàn)性和線(xiàn)性數(shù)學(xué)模型，同時(shí)給出了風(fēng)、浪、流干擾模型和相應(yīng)的船舶操縱運(yùn)動(dòng)仿真結(jié)果。 傳統(tǒng)的PID自動(dòng)舵需要精確的船舶控制模型來(lái)得到好的控制效果，但在實(shí)際當(dāng)中，精確的船舶模型是很難得到的。為了解決這一問(wèn)題，本文討論了利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)理論結(jié)合PID算法而形成的神經(jīng)元PID、神經(jīng)元自適應(yīng)PSD和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制算法并將之應(yīng)用到了船舶的航向控制中，且應(yīng)用MATLAB 7.0下的仿真工具SIMULINK
3、6.0對(duì)其進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果表明，此三種方法與對(duì)象的數(shù)學(xué)模型無(wú)關(guān)：在存在海風(fēng)、海浪和海流干擾情況下，這三種方法都能達(dá)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(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性與其數(shù)學(xué)模型的不確定性來(lái)看，基于系識(shí)統(tǒng)辨的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(shí)現(xiàn)方法即直接法與間接法的相關(guān)知識(shí)，并對(duì)間接法控制方案的相關(guān)環(huán)節(jié)進(jìn)行控制算法的研究與實(shí)現(xiàn)，重點(diǎn)是設(shè)計(jì)相關(guān)控制器的結(jié)