響應(yīng)型非線性船舶模型的魯棒神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制.pdf

1、船舶運(yùn)動(dòng)控制問題的兩個(gè)重點(diǎn)研究領(lǐng)域是船舶運(yùn)動(dòng)動(dòng)態(tài)模型建立和控制器設(shè)計(jì),建立一個(gè)復(fù)雜程度適宜、精度滿足要求的數(shù)學(xué)模型對(duì)于進(jìn)行系統(tǒng)閉環(huán)性能研究是至關(guān)重要的.該文在狀態(tài)空間型的船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,用輸入—輸出信息的系統(tǒng)性方法構(gòu)造出響應(yīng)型非線性船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型.該模型不但考慮了過程非線性影響,而且其計(jì)算比較簡(jiǎn)單,物理意義明顯,可以滿足仿真中對(duì)模型精度的要求.船舶自動(dòng)舵的設(shè)計(jì)要求在航向保持和改變中舵角δ克服環(huán)境的干擾將航向ψ維持在設(shè)定航向ψ

2、<,r>上,目前已經(jīng)有多種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)航向保持方法,如直接控制、監(jiān)督控制和內(nèi)部模型控制等.這些神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的應(yīng)用的確為航向保持提供了有效的方法,但在某些方面它們還不夠完善.如直接控制因?yàn)椴淮嬖诜答?無法對(duì)過程參數(shù)的攝動(dòng)和環(huán)境干擾進(jìn)行補(bǔ)償,系統(tǒng)的魯棒性差.該文在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)直接控制船舶運(yùn)動(dòng)控制基礎(chǔ)上,引入閉環(huán)增益成形算法構(gòu)成閉環(huán)控制,以提高系統(tǒng)對(duì)環(huán)境干擾和過程參數(shù)攝動(dòng)的魯棒性.論文的主要內(nèi)容如下:1.首先對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制概念和原理與閉環(huán)增益成形算法

3、進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹.2.在狀態(tài)空間型船舶數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,利用輸入—輸出信息構(gòu)造響應(yīng)型船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型的系統(tǒng)方法建立了響應(yīng)型非線性船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型.3.該文提出一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)直接控制的船舶航向保持方案,并利用閉環(huán)增益成形算法最終得到控制性能和魯棒性都比較好的控制器.響應(yīng)型非線性船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型的建立采用VB編程實(shí)現(xiàn)Norrbin非線性船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型的船舶回轉(zhuǎn)試驗(yàn),獲取數(shù)據(jù),然后用Matlab編程實(shí)現(xiàn)基于最小二乘算法的響應(yīng)型非線性船舶