耙吸挖泥船軌跡跟蹤疏浚控制方法研究.pdf

1、耙吸挖泥船在疏浚作業(yè)中必須進行軌跡跟蹤控制，才能保證挖泥船沿著指定的軌跡進行挖泥，動力定位系統是挖泥船實現精準作業(yè)的核心裝備。本文以“江蘇省產學研聯合創(chuàng)新資金—前瞻性聯合研究項目”為依托，以某大型耙吸式挖泥船為研究對象，重點對挖泥船在疏浚作業(yè)過程中的軌跡跟蹤控制方法進行了研究。
　　首先分析了船舶運動特性和風、浪、流等干擾的特點，對疏浚作業(yè)的船舶運動模型進行了合理的假設，結合控制需求和模型復雜程度為后續(xù)的船舶模型的簡化打下基礎。而

2、后，研究了挖泥過程中耙臂受到的拖曳力的數學模型，通過對耙臂進行受力分析，獲得了耙臂拖曳力的模型，為耙吸挖泥船模型的建立和軌跡跟蹤控制的研究打下基礎。
　　其次在現有視線（line-of-sight，LOS）控制策略的基礎上對其進行了改進，結合自適應觀測器，提出了自適應積分LOS控制策略。海流作為影響挖泥船軌跡跟蹤的重要因素，通過自適應觀測器對其進行估計，結合LOS控制策略對挖泥船艏向進行補償，從而保證軌跡跟蹤任務的完成。本文還給出

3、了艏向控制器控制量同方位量之間的換算關系和視線控制策略的具體算法。
　　最后考慮到耙吸挖泥船在疏浚過程中模型參數會隨著工況不同及受到的干擾而發(fā)生變化，為了提高軌跡跟蹤控制的魯棒性和抗干擾能力，采用滑?？刂圃O計了軌跡跟蹤控制器。仿真實驗表明，本文所設計的滑?？刂破髟跐M足動力定位設備限制的前提下，降低了滑?？刂啤岸墩瘛钡淖饔貌⒓骖櫩刂破焚|要求，綜合性能優(yōu)于常規(guī)的PID控制器。針對慢時變干擾，為了進一步提高控制器的適應性和抗干擾能力，設