具有設(shè)定航向平滑的非線性魯棒船舶自動(dòng)舵算法.pdf

1、船舶航向控制實(shí)際上應(yīng)區(qū)分為兩類(lèi)控制問(wèn)題：在航向設(shè)定值不變時(shí)進(jìn)行航向保持和在設(shè)定航向變化時(shí)進(jìn)行航向跟蹤。實(shí)際上對(duì)這兩種控制應(yīng)該采取不同的控制策略，但為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，通常只用一種控制律，不過(guò)這樣對(duì)大角度航向保持的效果不理想。為了改善這種狀況，本文采用一種動(dòng)態(tài)的航向設(shè)定方法對(duì)設(shè)定航向進(jìn)行平滑，其基本思想是開(kāi)始時(shí)讓動(dòng)態(tài)設(shè)定航向始終領(lǐng)先實(shí)際航向一個(gè)固定值，直到趨于設(shè)定航向。該方法可以減少動(dòng)態(tài)航向誤差，并對(duì)控制過(guò)程起到平滑作用，減少超調(diào)。 本文

2、的控制系統(tǒng)針對(duì)響應(yīng)型非線性船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型，基于精確反饋線性化和閉環(huán)增益成形算法設(shè)計(jì)出非線性魯棒控制器。對(duì)于該系統(tǒng)，本設(shè)計(jì)首先采用常規(guī)算法進(jìn)行航向的動(dòng)態(tài)設(shè)定，為改善系統(tǒng)性能，進(jìn)一步采用模糊推理的變?cè)O(shè)定航向方法進(jìn)行研究。 本文采用MATLAB的Simulink工具箱對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，為提高仿真的可信度，增加風(fēng)浪干擾的非線性模型，并通過(guò)編寫(xiě)S函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。本研究針對(duì)不同海況分別對(duì)設(shè)定航向未加平滑、采用常規(guī)算法進(jìn)行動(dòng)態(tài)航向設(shè)定及采用模糊算