船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)與仿真.pdf

1、隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,能源短缺和環(huán)境污染已成為一個(gè)世界性的問題。探索和開發(fā)海洋資源,成為大多數(shù)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。船舶和半潛式平臺(tái)等浮式作業(yè)系統(tǒng)是深海作業(yè)的重要載體,伴隨著人類對(duì)海洋開發(fā)和探索的范圍越來越廣,對(duì)船舶和平臺(tái)的定位系統(tǒng)的研究同益受到重視。
　　 動(dòng)力定位系統(tǒng)是一種閉環(huán)的控制系統(tǒng),控制器通過測(cè)量系統(tǒng)得到的信號(hào)來驅(qū)動(dòng)推力器系統(tǒng)產(chǎn)生推力,用于抵抗風(fēng)、浪、流等作用在船舶和平臺(tái)上的各種環(huán)境力,使其盡可能地保持在海平面上

2、預(yù)定位置附近。動(dòng)力定位系統(tǒng)共有三部分組成:測(cè)量系統(tǒng),控制系統(tǒng)和推力系統(tǒng)。本文的研究重點(diǎn)就是針對(duì)某動(dòng)力定位供應(yīng)船,設(shè)計(jì)一個(gè)理想的動(dòng)力定位控制器。主要工作包括以下幾個(gè)方面:
　　 1、首先圍繞船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)中的控制器設(shè)計(jì)問題,研究分析船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型,建立船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)三自由度數(shù)學(xué)模型。
　　 2、分析了自抗擾控制技術(shù)的基本原理,自抗擾控制器的結(jié)構(gòu)及各個(gè)組成部分的離散算法,并簡(jiǎn)要闡述了各部分參數(shù)整

3、定的方法。
　　 3、設(shè)計(jì)適用于三自由度船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)的自抗擾控制器,并與傳統(tǒng)的PID控制器在理想海況和存在不同等級(jí)風(fēng)、浪、流干擾的情況下進(jìn)行仿真比較。
　　 4、分析了粒子群優(yōu)化算法、自適應(yīng)權(quán)重粒子群優(yōu)化算法及其特點(diǎn),在此基礎(chǔ)上,為進(jìn)一步提高控制器性能,采用自適應(yīng)權(quán)重粒子群優(yōu)化算法對(duì)ADRC進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化,并對(duì)優(yōu)化后的ADRC在理想海況下進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。
　　 大量仿真結(jié)果表明:自抗擾控制器具有較好的控制效果,能