海洋地震拖纜姿態(tài)控制策略研究.pdf

1、海洋地震拖纜系統(tǒng)是海上地震勘探的關(guān)鍵設(shè)備,在拖纜系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用中,保持拖纜在水下的姿態(tài)是獲取高質(zhì)量勘探信息的基礎(chǔ),利用水鳥對(duì)拖纜進(jìn)行姿態(tài)控制是解決該問題的有效途徑。本文以海洋資源勘探拖纜為研究對(duì)象,提出了有效的姿態(tài)控制策略。
　　本研究首先確立拖纜為研究對(duì)象,對(duì)拖纜的姿態(tài)控制進(jìn)行研究。給出分析了拖纜系統(tǒng)的動(dòng)能、勢(shì)能和虛功,然后基于哈密頓原理,建立線性化的勘探拖纜和水鳥的動(dòng)力學(xué)模型,同時(shí)給出模型的初始條件和邊界條件。最后設(shè)計(jì)了三種控制

2、策略來控制拖纜的姿態(tài),分別是PID控制策略、復(fù)模態(tài)控制策略和魯棒自適應(yīng)控制策略。在PID控制策略里引入有限差分法來離散模型。對(duì)模型進(jìn)行仿真,進(jìn)而驗(yàn)證控制規(guī)律的有效性。復(fù)模態(tài)控制策略是基于模態(tài)觀測(cè)器,在獨(dú)立復(fù)模態(tài)空間,通過選擇合適的權(quán)重矩陣,對(duì)拖纜的低階模態(tài)設(shè)計(jì)穩(wěn)定的控制規(guī)律。魯棒控制策略設(shè)計(jì)中,選取拖纜和水鳥能量為李雅普諾夫能量函數(shù),考慮到實(shí)際工作中不確定的參數(shù),設(shè)計(jì)了自適應(yīng)的魯棒控制規(guī)律。仿真驗(yàn)證了控制規(guī)律的有效性,自適應(yīng)規(guī)律可以在線