船舶操縱運動智能控制的研究.pdf

1、分 類 號UD C密 級單位代 碼 101 51 _船 舶操 縱運 動 智 能控 制 的研 究米 偉指 導(dǎo)教 師 郭 晨 職稱 教 授學(xué)位 授 予 單 位 大 連 海 事 大 學(xué)申請 學(xué)位 級 別 碩 士 學(xué)科 與 專 業(yè) 交通 信 息 工 程 及 控 制論 文 完 成 日期 2008 年 5 月 論 文 答 辯 日期 2008 年 6 月答 辯 委 員會 主 席中 文 摘 要摘 要本 文對 于船 舶操 縱運 動和航 向智 能控 制進(jìn)

2、行 了系統(tǒng) 的研 究 。操 縱 船 舶 安 全 迅 速 地 到 達(dá) 目的港 是 船 舶 運 動 控 制 的最 終 目的 。航 向控 制 作 為船 舶操 縱運 動 控 制 中最基 本 的控制方 式 ，是評 價船 舶操 縱性優(yōu) 良與 否 的標(biāo) 志 。船 舶 運 動 數(shù) 學(xué) 模 型 是 對 船 舶 進(jìn) 行 操 縱 控 制 的 前 提 和 仿 真 的基 礎(chǔ) ，本 文 在 深 入分 析 了船 舶 操 縱運 動特 性 的基 礎(chǔ)上 ，根 據(jù) 船 舶

3、操 縱運 動控 制 的特 點 ，建 立 了先 進(jìn)的第 五代 544 6T E U 集 裝 箱船 建立其平 面運 動 線性 和 非 線 性運 動數(shù) 學(xué)模 型 并進(jìn) 行 了仿真 計算 ，計算 結(jié)果表 明仿真模 型 與實船 試航 數(shù) 據(jù)基 本 吻合 。由于 船 舶 航 向控 制 系 統(tǒng) 的復(fù)雜性 和 工 作環(huán) 境 的 隨機 性 ，使 其 具有 典 型 的非 線性 和 不確 定 性 ，而 模 糊 控 制 不 苛求被 控 對 象 具有 準(zhǔn) 確 的

4、數(shù) 學(xué) 模 型 ，對 系 統(tǒng) 模 型參數(shù) 的變 化 具 有 較 強 的適 應(yīng) 能力 ， 因此 本 文提 出 了一種 船 舶 航 向模 糊 控 制 和 船 舶 航向模 糊 自整 定 P ID 控 制 的智 能控 制 算 法 。在 分 析 了模 糊控 制 基 本 理 論 的基 礎(chǔ) 上 ，首先構(gòu)造 了船 舶航 向模 糊控制器 的輸 入輸 出語 言變 量 及 其 隸屬度 函數(shù) ，控 制 規(guī) 則 ，并考 慮 了非 線 性 舵 角 反 饋 部 分

5、，設(shè) 計 了一 個 模 糊 航 向控 制 器 ; 另 外 本 文 將 模 糊 控制 與傳 統(tǒng) PID 控 制 相 結(jié) 合 ， 設(shè)計 了船 舶航 向模糊 自整 定 P ID 控 制器 ， 并用 M at l ab 中的 M 文 件 編 程 實現(xiàn) 了 P ID 參 數(shù)模 糊 自整 定 的船 舶 航 向控 制 算 法 ，并 與 傳 統(tǒng) P ID 控制 算 法 進(jìn) 行 比較 。作 者 還 用 另 外 一 艘 船 舶 模 型 驗 證 了所 設(shè) 計