文档介绍：摘要用的环境实现了对各种船舶航向自动舵的仿真试验。本文对船舶航向非线性系统的变结构模型参考模糊白适应控制及其在船舶航首先针对船舶线性模型,在讨论了变结构控制理论的基础上,设计了变结构其次,针对船舶航向非线性不确定系统,提出了一种把变结构控制理论和模型参考模糊自适应控制结合在一起的控制算法。这种算法是基于变结构控制原理,并利用具有线性可调参数的模糊系统去逼近过程未知函数,利用一种具有积分功能的变结构模型参考模糊自适应控制方法进行航向控制,该方法能够保证闭环系统所有信号有界,进一步通过引入最优逼近误差的自适应补偿项来消除建模误差带来的影响。理论分析证明跟踪误差收敛到零,仿真结果表明了该方法的有效性。将此算法在不同外界条件下,如在风浪干扰时,在不同载运状态下,在不同应算法的控制结果进行了比较,证明变结构模型参考模糊自适应算法的性能优越于传统模型参考自适应控制算法的性能。为了检验本文提出的船舶航向自动舵的性能,研究了船舶运动数学模型,以及包括风,流,浪和非线性力作用在船舶上的外界干扰力和力矩的计算模型。利关键词:模型参考自适应;变结构;模糊逼近:船舶航向控制向控制中的应用进行了系统的研究。控制自动舵,并对其进行了仿真。速度下进行仿真,仿真结果表明该算法的控制效果显著,并与常规模型参考自适
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导师签名:雠乞一/不保密口朐谝陨戏娇蚰诖颉大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明:艘照魅囱变结塑撞型塞耋搓塑自适应蕉剑:。除本人郑重声明:本论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,撰写成博士/硕士学位论文论文中已经注明引用的内容外,对论文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。年学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“大连海事大学研究生学位论文提交、版权使用管理办法”,同意大连海事大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。保密口,在年解密后适用举授权书。本学位论文属于:论文作者签名:月保密口日期:日目
第一章绪论研究课题的历史背景船舶航向自动控制系统【雌】亦称为自动舵,是船舶控制系统中不可缺少的重要设备,它的性能直接影响着船舶航行的经济性和安全性。因此,自从第一代自动舵诞生以来,它一直就被当作一个具有较高经济价值和社会效益的重要设备,引起了人们的关注,并吸引着世界各国一代又一代的工程技术人员围绕着进一步改善其性能这一课题而不断地进行研究和探索。自动舵的研究是伴随着自动控制理论和技术的发展而发展的。上世纪年代古典控制理论首先用于船舶航向控制,产生了远妫甏P筒慰自适应控制】和最小方差自校正控制等自适应控制技术又相继应用于自动舵的研制,发明了自适应自动舵。但是由于船舶运动的复杂性,受到的环境影响是随机的和难以预测的,因此,上述控制算法并没有能彻底解决船舶航向的控制问题。近年来随着智能控制理论包括专家系统、模糊控制,变结构和神经网络等理论的飞速发展和在工业上的成功应用,国内外相关研究人员开始投入大量精力把上述理论应用于自动舵。具有人工智能的操舵仪无疑代表着未来船舶自动舵的发展趋势。本文就是在这样的背景下开展研究的。.昂较蜃远嫔杓评泛头⒄狗较船舶航向自动舵的产生要追溯到上个世纪年代,美国的和德国的直鸲懒⒀兄瞥隽嘶凳降淖远鎇俊U庵肿远嬷荒芙屑虻サ谋壤制作用,为了避免振荡行为需要选择低的控制增益,所以只能用于低精度的航向保持控制。但是,它的出现是个里程碑,它使人们看到了在船舶操纵方面摆脱体力劳动实现自动控制的希望。这种机械式自动舵被称为第一代自动舵。到了年代,经典控制理论到了鼎盛时期,其控制方法中最重要最典型而且在工业生产中最常用的一种是比例一积分一微分刂啤U庵挚刂品椒ū挥于自动舵控制,产生了第二代自动舵即远妗久R蛭K哂薪峁辜虻ァ⒉问
易于调整和具有固有鲁棒性等特点,能大大提高船舶的航向控制精度,因此当时虽然远姹绕鸬谝淮远嬗辛撕艽蟮奶岣撸撬孀攀奔涞姆⒄梗远婀逃械牟蛔憬ソハ月冻隼戳耍琍自动舵需要驾驶员根据经验来选择控制参数,可是由于船舶运动的复杂性和外界干扰的不确定性,要精确的选择参数非常困难,那么对于航向的随机变化,常规远婧苣咽视Γ菔辉币材岩随着航向情况的变化对问惺实钡牡髡U庵智榭龃吹暮蠊褪潜O精度降低,对船舶的能源损耗较大。随着爽吨位船舶的出现,远嬉丫荒适应操船的需要。为了保证船舶安全,提高航行的经济性,这时候迫切需要~种新的航向自动舵来代替远妫敲粗