船舶動(dòng)力定位非線性預(yù)測(cè)控制器的研究.pdf

1、船舶動(dòng)力定位是依靠自身動(dòng)力裝置保持船舶位置的一套控制系統(tǒng)。它不需要外力幫助,僅用自身的動(dòng)力系統(tǒng)使船舶定位在海平面上某個(gè)固定的位置。全世界對(duì)海洋資源的開(kāi)發(fā)和利用越來(lái)越深入,人們對(duì)船舶動(dòng)力定位的能力要求也越來(lái)越高,動(dòng)力定位也在向更高的技術(shù)發(fā)展,其重要性已到了不可或缺的地步。研究船舶動(dòng)力定位技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值。
　　論文的主要工作是研究船舶動(dòng)力定位控制技術(shù),完成動(dòng)力定位非線性預(yù)測(cè)控制器的設(shè)計(jì)。為更好地提高動(dòng)力定位控制能力和

2、精度,首先設(shè)計(jì)了非線性估計(jì)濾波器,然后對(duì)廣義預(yù)測(cè)控制基本算法進(jìn)行改進(jìn),并在改進(jìn)算法的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了動(dòng)力定位非線性預(yù)測(cè)控制器。
　　船舶運(yùn)動(dòng)是多種作用力復(fù)合在一起的綜合運(yùn)動(dòng),船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)具有復(fù)雜的非線性。為貼近船舶實(shí)際運(yùn)動(dòng)情形,本文采用船舶運(yùn)動(dòng)非線性數(shù)學(xué)模型進(jìn)行研究。動(dòng)力定位系統(tǒng)中存在各種干擾信號(hào)和噪聲影響,嚴(yán)重影響動(dòng)力定位控制的精度。對(duì)此,本文應(yīng)用非線性狀態(tài)估計(jì)方法設(shè)計(jì)了非線性估計(jì)濾波器。該觀測(cè)器的重要優(yōu)點(diǎn)是省去了將船舶運(yùn)動(dòng)方程

3、進(jìn)行線性化的過(guò)程,經(jīng)過(guò)仿真驗(yàn)證,該濾波器具有較好的濾波作用。
　　對(duì)船舶動(dòng)力定位這種復(fù)雜的非線性系統(tǒng),早期的PID控制方法已經(jīng)不能滿足動(dòng)力定位精度的需要。廣義預(yù)測(cè)控制是模型預(yù)測(cè)控制中一個(gè)很有代表性的控制策略,它從自適應(yīng)控制中發(fā)展而來(lái),采用經(jīng)典參數(shù)模型作為預(yù)測(cè)模型,對(duì)模型的精度要求低,特別適用于難以精確建立數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜工業(yè)過(guò)程的控制,在處理非線性問(wèn)題上有著獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),對(duì)復(fù)雜非線性系統(tǒng)具有很好的控制效果,被廣泛研究并應(yīng)用于船舶定力定