基于海浪譜的減搖鰭控制系統(tǒng)研究.pdf

1、海洋與現(xiàn)代人類(lèi)的生存與發(fā)展息息相關(guān),隨著對(duì)海洋資源的開(kāi)發(fā),越來(lái)越多的船舶航行在海上完成不同的使命。海浪是海洋中對(duì)船舶影響非常大的擾動(dòng),會(huì)使船舶產(chǎn)生不同方向上的搖蕩,其中又以橫搖運(yùn)動(dòng)最為劇烈,嚴(yán)重影響著船舶的壽命和安全性,人員的舒適性,艦載設(shè)備的正常使用等。減搖鰭是目前出現(xiàn)的減橫搖效果最好的主動(dòng)式減搖裝置,其減搖效果可以達(dá)到90％以上。對(duì)減搖鰭控制系統(tǒng)的研究也是船舶控制領(lǐng)域一個(gè)非常重要的方向。
　　 本文重點(diǎn)考慮兩個(gè)方面的因素,一

2、是傳統(tǒng)減搖鰭控制系統(tǒng)對(duì)海浪信息利用不足,二是基于力矩對(duì)抗原理的傳統(tǒng)減搖鰭PID控制系統(tǒng)在面對(duì)復(fù)雜環(huán)境和被控對(duì)象時(shí)效果不理想,所做的工作主要是改善這兩方面的問(wèn)題。首先,運(yùn)用譜估計(jì)的方法,由船舶搖蕩時(shí)歷估計(jì)搖蕩譜,然后反推出當(dāng)前的海浪功率譜和方向譜。該方法不需要特殊的設(shè)備,通過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算即可得到當(dāng)前較為準(zhǔn)確的海浪譜,簡(jiǎn)單易行。經(jīng)過(guò)仿真驗(yàn)證,證明該方法得到的海浪譜較為準(zhǔn)確。
　　 在控制方法方面,智能控制已經(jīng)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展,與傳統(tǒng)控制

3、理論相比,在處理復(fù)雜環(huán)境和被控對(duì)象時(shí)更具有優(yōu)勢(shì)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制具有良好的學(xué)習(xí)能力,但其輸入輸出不易表達(dá),模糊控制的表達(dá)式易于接受,但學(xué)習(xí)能力較弱。本文利用智能控制技術(shù)中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制,取其各自的優(yōu)勢(shì),將二者融合成為一種智能控制技術(shù),設(shè)計(jì)了減搖鰭的模糊神經(jīng)控制系統(tǒng)。利用反推得到的海浪譜,運(yùn)用模糊控制技術(shù),重新設(shè)計(jì)了減搖鰭控制系統(tǒng)中非常重要的浪級(jí)調(diào)節(jié)器,以從海浪譜中提取的有義波高做為浪級(jí)調(diào)節(jié)器的輸入信號(hào)來(lái)控制其輸出,使得海浪信息能夠得到