大型集裝箱船舶航向智能控制器及仿真的研究.pdf

1、集裝箱船舶作為海上運輸?shù)闹饕椭?具有大型化,高速化的特點。海洋運輸密度的增加,使船舶航行的安全性和經(jīng)濟性遇到很大的挑戰(zhàn),要求大型船舶具有良好的操縱性能和航向控制能力,以保證船舶安全航行和降低營運成本。
　　 本文從MMG模型出發(fā),建立了一種響應型非線性船舶運動數(shù)學模型,這種模型相對簡單,又能滿足仿真對精度的要求。分析了海洋環(huán)境對船舶航行的影響,建立了風、浪、流等外界干擾的等效舵角數(shù)學模型。
　　 探討了自抗擾控制器

2、(Activedisturbancerejectioncontroller,ADRC)。分析了ADRC控制器的三個組成部分,并對各部分的參數(shù)整定進行分析,給出了一種通用的參數(shù)整定方法。
　　 以兩艘大型集裝箱船為研究對象,進行船舶航向控制的研究。分別討論了一種優(yōu)化參數(shù)的。PID控制器和ADRC控制器對于船舶航向控制的性能,仿真結果表明在惡劣海況下ADRC自抗擾控制器具有良好的操縱性能和保持航向穩(wěn)定的性能,并且通過對兩艘不同船舶的

3、仿真表明了ADRC控制器在一定范圍內對于不同船舶具有良好的通用性。
　　 針對ADRC控制器參數(shù)眾多,整定困難的缺點,設計了一種單神經(jīng)元網(wǎng)絡,利用單神經(jīng)元的自學習、自適應功能實現(xiàn)ADRC控制器參數(shù)的在線自整定,仿真驗證了其可行性。
　　 最后,嘗試將一種多模態(tài)的控制方式引入到船舶航向控制中,期待得到一種響應速度足夠快,又具有良好的魯棒性和控制品質的航向控制器。將開關控制和單神經(jīng)元ADRC控制器引入多模態(tài)控制策略,設計控制