起重船動力定位系統(tǒng)控制技術(shù)研究.pdf

1、海洋事業(yè)的發(fā)展步伐一直在加快，人們開始注重深海的開發(fā)，在海洋工程建設(shè)過程中，起重船是一個不可或缺的重要部分。起重船作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，隨著起重船的大型化，起重操作過程中發(fā)生危險的可能性變大，因此為了保證起重船作業(yè)時的安全性和平穩(wěn)性，提高作業(yè)效率，對動力定位的性能要求越來越苛刻。本文以1000t起重船為研究對象，針對起重船的作業(yè)特點，分別設(shè)計了新型自抗擾控制器和基于擴(kuò)張觀測器的自適應(yīng)反演滑模控制器來實現(xiàn)起重船運(yùn)動的平穩(wěn)控制。
　　本文在T

2、hor I.Fossen所提出的船舶動力定位系統(tǒng)運(yùn)動模型的基礎(chǔ)上，降低起重船模型的復(fù)雜度，僅考慮吊物系統(tǒng)對船體的影響，建立了三自由度的起重船數(shù)學(xué)模型，并且根據(jù)球擺模型建立了吊索張力的數(shù)學(xué)模型。然后針對海洋環(huán)境（風(fēng)、浪、流）作用力和力矩建立了環(huán)境擾動力的數(shù)學(xué)模型。
　　闡述了自抗擾控制器的工作原理和組成部分，針對自抗擾控制器在實際工程運(yùn)用中參數(shù)調(diào)整難度大的問題，研究了線性自抗擾控制器。為了進(jìn)一步提高線性自抗擾控制器的動態(tài)性能，結(jié)合線

3、性與非線性跟蹤微分器的優(yōu)點，設(shè)計了能夠較好跟蹤微分信號的改進(jìn)跟蹤微分器，從而構(gòu)成新型線性自抗擾控制器。仿真實驗結(jié)果表明，相比于傳統(tǒng)的線性自抗擾控制器，基于改進(jìn)跟蹤微分器的線性自抗擾控制器有較強(qiáng)的魯棒性和抗擾性。
　　針對起重船動力定位系統(tǒng)易受到外部環(huán)境干擾以及船舶模型參數(shù)無法確定的問題，設(shè)計了基于擴(kuò)張觀測器的自適應(yīng)反演滑模控制器。將系統(tǒng)分為內(nèi)環(huán)觀測器和外環(huán)控制器分別設(shè)計，首先利用擴(kuò)張觀測器估計系統(tǒng)的未知狀態(tài)及不確定項，然后在外環(huán)的