船舶綜合減搖系統(tǒng)控制算法研究.pdf

1、綜合減搖系統(tǒng)是根據(jù)鰭和水艙各自的特點(diǎn)，充分發(fā)揮它們的減搖作用，使得船舶在任何海情下都能夠很好的減搖。本文通過(guò)對(duì)綜合減搖系統(tǒng)相關(guān)理論以及控制方法進(jìn)行深入詳細(xì)的分析和研究，建立綜合減搖系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，并利用多種智能算法對(duì)綜合減搖系統(tǒng)進(jìn)行控制。
　　本文主要完成以下工作：
　　首先，對(duì)船舶橫搖運(yùn)動(dòng)進(jìn)行受力分析，并介紹了其減搖的基本原理以及控制規(guī)律。由于橫搖運(yùn)動(dòng)通常情況下是非線(xiàn)性的一般很難對(duì)其求解，因此，要對(duì)橫搖運(yùn)動(dòng)非線(xiàn)性數(shù)學(xué)模型進(jìn)行

2、線(xiàn)性化，建立綜合減搖系統(tǒng)線(xiàn)性數(shù)學(xué)模型，它包括減搖鰭系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型、減搖水艙系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型以及船舶—鰭—水艙綜合減搖系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。
　　其次，針對(duì)船舶航行的環(huán)境復(fù)雜多變，在實(shí)際航行中利用PID控制減搖效果并不明顯的缺點(diǎn)，本文利用 VAPID對(duì)綜合減搖系統(tǒng)進(jìn)行控制，并建立綜合減搖系統(tǒng)控制性能指標(biāo)。通過(guò)仿真驗(yàn)證了 VAPID控制器在任何海情下都有很好的控制效果，而傳統(tǒng) PID只在特定海情下有很好的控制效果。
　　再次，根據(jù)船舶運(yùn)動(dòng)的特

3、點(diǎn)，分析綜合減搖系統(tǒng)的混沌特性，建立綜合減搖系統(tǒng)混沌模型，并利用分段二次函數(shù)產(chǎn)生混沌現(xiàn)象，選擇綜合減搖系統(tǒng)李雅普諾夫指數(shù)都為非正所對(duì)應(yīng)的分岔參數(shù)作為該綜合減搖系統(tǒng)混沌模型的非線(xiàn)性反饋控制器，并將其應(yīng)用于綜合減搖系統(tǒng)混沌模型中進(jìn)行反饋操作，使得綜合減搖系統(tǒng)混沌行為得到有效控制。
　　最后，利用CPSO算法對(duì)綜合減搖系統(tǒng)PID控制器進(jìn)行優(yōu)化，并進(jìn)行仿真，驗(yàn)證了利用CPSO算法優(yōu)化PID控制器，使得迭代次數(shù)和最優(yōu)解都得到提高，進(jìn)而使得綜