大型集裝箱船舶航向智能控制器及仿真的研究.pdf

1、集裝箱船舶作為海上運(yùn)輸?shù)闹饕椭?具有大型化,高速化的特點(diǎn)。海洋運(yùn)輸密度的增加,使船舶航行的安全性和經(jīng)濟(jì)性遇到很大的挑戰(zhàn),要求大型船舶具有良好的操縱性能和航向控制能力,以保證船舶安全航行和降低營運(yùn)成本。
　　 本文從MMG模型出發(fā),建立了一種響應(yīng)型非線性船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型,這種模型相對簡單,又能滿足仿真對精度的要求。分析了海洋環(huán)境對船舶航行的影響,建立了風(fēng)、浪、流等外界干擾的等效舵角數(shù)學(xué)模型。
　　 探討了自抗擾控制器

2、(Activedisturbancerejectioncontroller,ADRC)。分析了ADRC控制器的三個(gè)組成部分,并對各部分的參數(shù)整定進(jìn)行分析,給出了一種通用的參數(shù)整定方法。
　　 以兩艘大型集裝箱船為研究對象,進(jìn)行船舶航向控制的研究。分別討論了一種優(yōu)化參數(shù)的。PID控制器和ADRC控制器對于船舶航向控制的性能,仿真結(jié)果表明在惡劣海況下ADRC自抗擾控制器具有良好的操縱性能和保持航向穩(wěn)定的性能,并且通過對兩艘不同船舶的

3、仿真表明了ADRC控制器在一定范圍內(nèi)對于不同船舶具有良好的通用性。
　　 針對ADRC控制器參數(shù)眾多,整定困難的缺點(diǎn),設(shè)計(jì)了一種單神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò),利用單神經(jīng)元的自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)功能實(shí)現(xiàn)ADRC控制器參數(shù)的在線自整定,仿真驗(yàn)證了其可行性。
　　 最后,嘗試將一種多模態(tài)的控制方式引入到船舶航向控制中,期待得到一種響應(yīng)速度足夠快,又具有良好的魯棒性和控制品質(zhì)的航向控制器。將開關(guān)控制和單神經(jīng)元ADRC控制器引入多模態(tài)控制策略,設(shè)計(jì)控制