適應(yīng)于變化海況的動(dòng)力定位混合控制器的研究.pdf

1、隨著人類向深海進(jìn)軍,動(dòng)力定位系統(tǒng)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用與海上作業(yè)船舶(海洋考察船、半潛船等)、海上平臺(tái)(海洋鉆井平臺(tái)等)、水下潛器(ROV)和軍用艦船(布雷艦、潛艇母船等)。它一般由位置測(cè)量系統(tǒng),控制系統(tǒng),推力系統(tǒng)三部分構(gòu)成。位置測(cè)量系統(tǒng)(傳感器)測(cè)量當(dāng)前船位,控制器根據(jù)測(cè)量船位與期望值的偏差,計(jì)算出抗拒環(huán)境干擾力(風(fēng)、浪、流)使船舶恢復(fù)到期望位置所需的推力,推力系統(tǒng)進(jìn)行能量管理并對(duì)各推力器的推力進(jìn)行分配,推力器產(chǎn)生的推力使船舶(平臺(tái))在風(fēng)浪

2、流的干擾下保持設(shè)定的航向和船位。動(dòng)力定位系統(tǒng)的核心是控制技術(shù),它標(biāo)志著動(dòng)力定位系統(tǒng)的發(fā)展水平。
　　 船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)在海上進(jìn)行作業(yè)時(shí),要求系統(tǒng)有能力在不同的海況下良好的運(yùn)行,滿足不同任務(wù)的需要,并具有可靠性與經(jīng)濟(jì)性,同時(shí)擴(kuò)大船舶在海洋中的可操作天氣范圍,延長(zhǎng)船舶海洋中的可運(yùn)行時(shí)間。面對(duì)這種過(guò)程動(dòng)態(tài)變化大的實(shí)際情況,傳統(tǒng)的單一動(dòng)力定位控制器存在著效率低的問(wèn)題,因此,本文中引入了混合控制概念。
　　 本文在合理假設(shè)的條件下

3、,通過(guò)對(duì)船舶的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的分析,建立了動(dòng)力定位船舶數(shù)學(xué)模型。通過(guò)研究螺旋槳和舵的特性,給出了推進(jìn)器數(shù)學(xué)模型。針對(duì)二階波浪漂移力這一慢變的環(huán)境力,給出了環(huán)境力的估計(jì)模型。
　　 基于線性條件與非線性條件下的監(jiān)督切換控制理論,研究了線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)的駐留時(shí)間切換邏輯以及非線性系統(tǒng)的滯環(huán)切換邏輯。然后,通過(guò)引入動(dòng)力定位混合控制這一新概念,即將一些滿足不同控制目標(biāo)的控制器進(jìn)行結(jié)合,集成了混合動(dòng)力定位控制系統(tǒng),用以克服傳統(tǒng)的單一控