綜合減搖系統(tǒng)耦合分析及解耦控制器設(shè)計(jì).pdf

1、現(xiàn)階段船舶減搖控制系統(tǒng)中，多選用減搖鰭和被動式減搖水艙這兩種裝置共同作用的綜合減搖控制方式。綜合減搖可以充分發(fā)揮不同減搖裝置各自的優(yōu)勢，其減搖效率都會高于單獨(dú)使用任何一種減搖裝置，同時能彌補(bǔ)由單獨(dú)使用某一減搖裝置引起的減搖盲區(qū)和減搖效率不高等問題。但是，裝備在船上的減搖鰭裝置和減搖水艙裝置作用時相互之間則存在影響，故而會存在一定的耦合因素，包括減搖系統(tǒng)質(zhì)量和剛度矩陣等方面的耦合項(xiàng)，會一定程度上影響各減搖裝置的減搖性能。所以，需要通過對綜

2、合減搖系統(tǒng)中存在的耦合影響進(jìn)行分析，表示出系統(tǒng)變量間的耦合程度，同時設(shè)計(jì)出對應(yīng)的解耦控制器，對船舶減搖系統(tǒng)耦合關(guān)系的研究具有很重要的意義。
　　通過對國內(nèi)外文獻(xiàn)研究，分析了船舶裝備減搖鰭裝置和減搖水艙裝置的綜合減搖控制系統(tǒng)模型的特性，定義了相關(guān)耦合度，建立了相對增益矩陣模型，動態(tài)地表示了綜合減搖系統(tǒng)主要耦合變量間的關(guān)聯(lián)度。同時，針對標(biāo)準(zhǔn)粒子群算法中存在的粒子易喪失多樣性，易早熟收斂等問題，對算法進(jìn)行改進(jìn)，并應(yīng)用在綜合減搖系統(tǒng)解耦控

3、制器的設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)后算法削弱系統(tǒng)耦合影響，提高減搖效率的目的。
　　本文主要工作內(nèi)容如下：
　　首先，基于船舶各減搖裝置的基本特性，搭建綜合減搖控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型；并運(yùn)用振動學(xué)原理，以二自由度振動微分方程的形式對綜合減搖耦合控制系統(tǒng)進(jìn)行振動理論分析和耦合特性分析。
　　其次，利用相對增益矩陣原理，將綜合減搖系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化為MIMO系統(tǒng)的RGA模型，針對減搖裝置間的耦合問題，利用模型中相應(yīng)靜態(tài)增益矩陣RGA表示減搖