船舶減搖鰭系統(tǒng)的智能自抗擾控制研究.pdf

1、減搖鰭控制器是船舶減搖鰭系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)整個(gè)船舶的安全性、舒適性和穩(wěn)定運(yùn)行都有著非常重要的影響。當(dāng)前我國(guó)裝備減搖鰭的船舶規(guī)模不斷擴(kuò)大，對(duì)減搖鰭控制器穩(wěn)定性、靈活性和控制性能提出了更高的要求。
　　針對(duì)上述情況，本文以船舶減搖鰭控制系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)不同海況下船舶的橫搖運(yùn)動(dòng)和減搖鰭智能自抗擾控制算法做了比較深入的仿真研究。所完成的具體研究工作主要包括以下四個(gè)部分:
　　(1)基于譜分析理論，對(duì)隨機(jī)海浪進(jìn)行了建模與仿真計(jì)算

2、，以及在不同的海況下，對(duì)長(zhǎng)峰波波傾角進(jìn)行了仿真研究。根據(jù)船舶受力分析結(jié)果，結(jié)合“育鯤”號(hào)和“北海救115”輪的實(shí)船數(shù)據(jù)，建立的它們的船舶線性橫搖運(yùn)動(dòng)模型。
　　(2)分析研究船舶減搖鰭控制系統(tǒng)原理及其結(jié)構(gòu)構(gòu)成部分，得到各個(gè)部分的傳遞函數(shù)，結(jié)合本文的研究對(duì)象“北海救115”輪實(shí)船數(shù)據(jù)，建立基于PID控制的船舶減搖鰭控制系統(tǒng)，得到仿真結(jié)果并與開(kāi)環(huán)條件下進(jìn)行比較分析，為后續(xù)研究奠定基礎(chǔ)。
　　(3)基于非線性擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的自抗擾

3、控制理論能夠?qū)崟r(shí)、迅速、準(zhǔn)確地獲得對(duì)象攝動(dòng)及外擾作用的信息。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)未知擾動(dòng)和不確定量進(jìn)行估計(jì)，并將所得到的估計(jì)量反饋到控制系統(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)不確定的非線性系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)線性化。本文對(duì)基于自抗擾控制器的船舶減搖鰭控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真研究，計(jì)算結(jié)果體現(xiàn)出具有較好的控制效果和精度及魯棒性和適應(yīng)性。
　　(4)本文根據(jù)自抗擾控制器以及其中擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器能夠?qū)ο到y(tǒng)未知擾動(dòng)的估計(jì)特性，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與其相結(jié)合，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠補(bǔ)償控制對(duì)象的部分變化，