復(fù)合誤差模型自適應(yīng)船舶控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究.pdf

1、以船舶為廣義研究對象，主要研究船舶控制多過程特性及其相互作用和影響，分別研究了船舶運(yùn)動控制過程、船舶-主機(jī)一體航速調(diào)節(jié)過程和船舶電力推進(jìn)復(fù)雜控制系統(tǒng)的復(fù)合誤差控制模型。論文創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個方面： 1.分析系統(tǒng)誤差特性及其蘊(yùn)含的過程特征信息，將系統(tǒng)輸出、輸入和外部擾動聯(lián)系起來，提出廣義誤差反饋算法，建立復(fù)合誤差控制模型。該模型由多個誤差變量構(gòu)成，包含多個控制算法，具有自學(xué)習(xí)、預(yù)測估計和自適應(yīng)功能。 2.綜合了作用在

2、船舶上的環(huán)境干擾、船舶非線性動態(tài)過程特性、推進(jìn)系統(tǒng)產(chǎn)生的推力及舵機(jī)速度等因素，建立了船舶沿給定航線運(yùn)動的復(fù)合誤差控制模型。在此基礎(chǔ)上，提出了自適應(yīng)學(xué)習(xí)誤差模型廣義船速調(diào)節(jié)器，實(shí)現(xiàn)航速的閉環(huán)控制。 3.針對船舶電力推進(jìn)復(fù)雜控制系統(tǒng)，在研究了自動電壓調(diào)節(jié)器(AVR)的魯棒滑模變結(jié)構(gòu)誤差自校正控制、并網(wǎng)發(fā)電機(jī)組動態(tài)特性誤差狀態(tài)空間、推進(jìn)電機(jī)的滑模變結(jié)構(gòu)一模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)復(fù)合誤差控制以及廢氣透平發(fā)電機(jī)增廣誤差二次型最優(yōu)控制的基礎(chǔ)上，提出優(yōu)化

3、船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的多級自動控制方法，建立復(fù)合誤差控制模型，進(jìn)行了Lyapunov穩(wěn)定性分析。為驗(yàn)證該方法的實(shí)用性，應(yīng)用Siemens的驅(qū)動技術(shù)Sinamics S120硬件和Simotion D Scout軟件工具，在實(shí)驗(yàn)室條件下，實(shí)現(xiàn)了半實(shí)物仿真系統(tǒng)，進(jìn)行了復(fù)合誤差控制方法的試驗(yàn)研究，半實(shí)物仿真結(jié)果表明多級控制方法具有實(shí)用性。 研究船舶控制多過程特性及其相互作用和影響，應(yīng)用自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)被控過程特性漸變的復(fù)合誤差反饋控制器，提

4、高船舶控制系統(tǒng)性能，具有重要現(xiàn)實(shí)意義。 分析廣義誤差特性及其蘊(yùn)含的過程特征信息，應(yīng)用于復(fù)合誤差控制模型的研究。提出基于測度方法的結(jié)構(gòu)在線學(xué)習(xí)和基于方向?qū)?shù)算法的參數(shù)在線學(xué)習(xí)，增加具有記憶功能的反饋連接，動態(tài)誤差循環(huán)補(bǔ)償，自整定參數(shù)少的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)復(fù)合誤差模型。 綜合了作用在船舶上的環(huán)境干擾、船舶非線性動態(tài)過程、推進(jìn)系統(tǒng)產(chǎn)生的推力及舵機(jī)速度對船舶操縱的影響，建立了船舶沿著給定航線運(yùn)動的復(fù)合誤差模型。在此基礎(chǔ)上，研究了船舶-

5、主機(jī)一體自適應(yīng)學(xué)習(xí)誤差模型控制的廣義船速調(diào)節(jié)器，實(shí)現(xiàn)了航速閉環(huán)控制；集成了駕駛員的自學(xué)習(xí)、辨識和自適應(yīng)能力，提出了人-船一體復(fù)合誤差控制模型。 研究了船舶軸帶發(fā)電-電力推進(jìn)及其能量回饋的復(fù)雜控制系統(tǒng)，綜合了自動電壓調(diào)節(jié)器(AVR)的魯棒滑模變結(jié)構(gòu)誤差自校正控制、并網(wǎng)發(fā)電機(jī)組動態(tài)特性誤差狀態(tài)空間、推進(jìn)電機(jī)的滑模變結(jié)構(gòu)-模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)復(fù)合誤差控制以及廢氣透平發(fā)電機(jī)增廣誤差二次型最優(yōu)控制，提出優(yōu)化船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的多級自動控制方法，建立