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《大连海事大学》 2005年
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船舶航向非线性系统的模型参考神经网络自适应控制

臧胜永  
【摘要】:本文对神经网络模型参考自适应控制及其在船舶航向控制中的应用进行了系统的研究。 首先针对船舶线性模型,在讨论了模型参考自适应控制理论的基础上,设计了模型参考自适应自动舵,并对其进行了仿真。 针对船舶航向非线性不确定系统,提出了一种把神经网络和模型参考自适应控制结合在一起的新的控制算法,此算法首先通过系统的已知动态特性设计一个稳定的反馈控制器,然后利用RBF神经网络逼近未知非线性,从而消除不确定性的影响。权重自适应修正规则是基于Lyapunov稳定性理论实现的,避免了递规训练过程,保证了自适应控制算法的稳定性。控制器设计时结合了鲁棒控制方法,来消除或减小外部干扰以及神经网络逼近误差,使得系统具有一定的鲁棒型。整个算法不仅保证整个闭环系统稳定,而且能使系统的跟踪误差收敛于零的邻域内。最后把此算法进行了仿真,仿真结果令人满意。 将算法在不同外界条件,如在风浪干扰时、在不同载运状态下、在不同速度下进行仿真,仿真结果表明该算法的控制效果显著,并与常规模型参考自适应算法的控制结果进行了比较,证明了神经网络模型参考自适应控制算法的性能优越于传统模型参考自适应控制算法的性能。 为了检验本文提出的船舶航向自动舵的性能,研究了船舶运动数学模型,以及包括风、浪、流和非线性力作用在船舶上的外界干扰力和力矩的计算模型。利用Matlab的Simulink环境实现了对各种船舶航向自动舵的大量仿真试验。
【学位授予单位】:大连海事大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:U664.82

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 闫书佳;基于无源性的船舶直线航迹控制设计[D];大连海事大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周昭明;盛子寅;冯悟时;;多用途货船的操纵性预报计算[J];船舶工程;1983年06期
2 朴营国,张化光;基于 RBF 神经网络的一类非线性系统模糊自适应控制[J];东北大学学报;1998年03期
3 杨盐生;定常风下舵力保向舵角的计算[J];大连海运学院学报;1987年04期
4 杨盐生,郭子瑞;船舶在非定常风中的舵力保向[J];大连海运学院学报;1993年02期
5 赵清林,郭艳兵,梅强,齐占庆;确定RBF神经网络中心点的方法综述[J];广东自动化与信息工程;2002年02期
6 赵彤,谭永红;迟滞非线性动态系统神经网络自适应控制[J];计算机仿真;2004年08期
7 徐普水,施颂椒,袁向阳;基于神经网络的一类非线性系统的稳定自适应控制器设计方法[J];控制理论与应用;1999年05期
8 牛玉刚,邹云,杨成梧;基于神经网络的一类非线性系统自适应跟踪控制(英文)[J];控制理论与应用;2001年03期
9 任雪梅,高为炳;基于神经网络非线性系统辨识和控制的研究[J];控制理论与应用;1995年02期
10 冯国楠,张力,金万煌,孙亮;一种神经元控制模型参考自适应伺服系统[J];控制与决策;1997年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱明星,张德龙;RBF网络基函数中心选取算法的研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2000年01期
2 兰维娟;毛鹏军;杜东亮;王俊;;基于径向基函数网络的变量施肥决策研究[J];安徽农业科学;2007年21期
3 丛峰武;张勇;孙云兰;;智能数据预处理在浮选过程中的应用[J];鞍山科技大学学报;2005年06期
4 李鑫,张广军,魏振忠;基于RBF神经网络的结构光三维视觉检测方法[J];北京航空航天大学学报;2002年03期
5 董翠英,陈娟;基于逆系统方法的内模控制在伺服系统低速问题中的研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);2005年02期
6 王雪松,彭光正,程玉虎;基于RBF网络的机械手迭代学习控制器[J];北京理工大学学报;2004年06期
7 管义锋;赵铁军;;深海石油平台支援船动力定位数学模型与仿真研究[J];船舶工程;2011年05期
8 沈定安,马向能,孙芦忠,罗荣彪;波浪中船舶操纵性预报[J];船舶力学;2000年04期
9 马向能,沈定安,何春荣;大型集装箱船受风工况下操纵性计算预报[J];船舶力学;2001年04期
10 吴浩勇,丛玉良,王宏志;基于神经网络的交通参数预测方法[J];吉林大学学报(信息科学版);2005年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘小河;苏杭;刘丽华;张耀辉;;基于超稳定性理论的一类非线性系统的神经网络自适应控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 李荣辉;李铁山;李强;;自抗扰控制在船舶航向及航迹控制中的应用[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
3 高洁;孙鹤旭;董砚;何林;;开关磁阻电机RBF神经网络滑模控制器的设计与转矩脉动优化的研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
4 向微;陈宗海;张海涛;秦廷;王雷;李明;;基于混合径向基神经网络的逆模控制[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
5 何杰;罗锡文;胡炼;张智刚;;电动船外机自动转向控制系统设计[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
6 袁冬莉;闫建国;张洪才;;RBF神经网络在预测支持中的应用[A];2000中国控制与决策学术年会论文集[C];2000年
7 孔薇;刘喜梅;于飞;;用PCA-RBFN建立熔融指数预报模型[A];2001中国控制与决策学术年会论文集[C];2001年
8 郭艳兵;齐占庆;王振臣;;径向基函数(RBF)神经网络及其应用研究[A];2002中国控制与决策学术年会论文集[C];2002年
9 童峰;许天增;;一种基于径向基神经网络的消噪处理方法[A];中国声学学会2001年青年学术会议[CYCA'01]论文集[C];2001年
10 罗薇;边晓丽;邹早建;;船舶设计初始阶段的操纵性预报[A];2004年船舶与海洋工程学术研讨会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邵宗凯;无刷双馈电机建模及智能控制策略研究[D];华中科技大学;2010年
2 詹跃东;质子交换膜燃料电池的综合智能协调控制研究[D];昆明理工大学;2010年
3 孙大利;石油价格波动规律研究[D];浙江大学;2010年
4 包鑫;稳健回归技术及其在光谱分析中的应用[D];浙江大学;2010年
5 栾小丽;基于神经网络的复杂非线性系统鲁棒控制与滤波研究[D];江南大学;2010年
6 李晓强;基于在线逼近的不确定非线性系统控制研究[D];大连海事大学;2011年
7 张元涛;不确定非线性系统的自适应滑模控制及应用研究[D];重庆大学;2011年
8 熊瑛;基于智能控制的潜艇操纵运动仿真研究[D];中国舰船研究院;2011年
9 于旭东;二频机抖激光陀螺单轴旋转惯性导航系统若干关键技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
10 魏巍;多流体混合微流控制系统的研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李娜;基于神经网络的非线性系统H_∞控制[D];广西师范学院;2010年
2 程慧;基于神经网络的两类问题研究[D];广西师范学院;2010年
3 孙凌丽;船舶运动的风浪影响建模与仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 王丹丹;救助船相对受援船动力定位方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 刘伟明;波浪中船舶六自由度“操纵—摇荡”耦合运动数值仿真[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 朱碧春;大型舰船在补给过程中的操纵性[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 翟欢欢;基于递推的船舶航向鲁棒控制器设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 杨维洲;基于数学形态学和亚像素提取的图像检测算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 谢笑颖;环境最优船舶区域动力定位方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 张雅妮;基于粒子群算法模糊控制自动舵的研究与仿真[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 乔树通,伍小杰,姜建国;基于无源性的滑模控制在DC/DC变换器中的应用[J];电工技术学报;2003年04期
2 杨盐生;定常风下舵力保向舵角的计算[J];大连海运学院学报;1987年04期
3 杨盐生,郭子瑞;船舶在非定常风中的舵力保向[J];大连海运学院学报;1993年02期
4 郑云峰,杨盐生,李铁山;带有执行器的船舶航向控制反馈线性化设计[J];大连海事大学学报;2004年03期
5 程启明,万德钧;船舶操纵的控制技术发展综述[J];东南大学学报;1999年01期
6 赵邦良;航海自动舵发展综述[J];航海技术;1998年04期
7 郑为民,黄义新;船舶自动舵技术的回顾与展望[J];航海技术;2000年04期
8 程启明,刘其明,王志宏,孙干超;船舶自动舵控制技术发展研究[J];计算机自动测量与控制;2000年06期
9 关新平,华长春,唐英干;一类非线性系统的鲁棒无源化控制[J];控制与决策;2001年05期
10 冯纯伯,张侃健,费树岷;基于无源性分析的鲁棒控制系统设计[J];自动化学报;1999年05期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 叶华文;基于耗散系统原理的非线性系统鲁棒镇定和镇定问题研究[D];西北工业大学;2001年
2 李桂芳;不确定系统的耗散性和无源性问题研究[D];南京理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 刘艳军;非线性系统的无源化控制[D];沈阳工业大学;2004年
2 梁占红;基于Backstepping 理论实现混沌同步与控制研究[D];郑州大学;2004年
3 姜春娣;基于Backstepping的不确定机器人的耗散控制[D];燕山大学;2005年
4 石芳;鲁棒自适应航向控制器的设计[D];大连海事大学;2006年
5 孙红英;船舶航向非线性系统的鲁棒自适应动态面控制[D];大连海事大学;2007年
6 涂文桃;一类参数不确定混沌系统的自适应控制[D];江苏大学;2006年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王勇;欠驱动船舶航迹跟踪控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 杨盐生;港内航行舵力保向的极限风速[J];大连海运学院学报;1985年02期
2 杨盐生,王逢辰,蒋维清;甲板舾装件对风压力的影响[J];大连海运学院学报;1986年03期
3 杨盐生;不匹配不确定系统的变结构鲁棒控制及应用[J];交通运输工程学报;2001年02期
4 魏海坤,徐嗣鑫,宋文忠;RBF网学习的进化优选算法[J];控制理论与应用;2000年04期
5 达飞鹏,徐嗣鑫;基于模糊神经网络的系统辨识[J];控制与决策;1997年04期
6 贾欣乐,张显库;H_∞控制器应用于船舶自动舵[J];控制与决策;1995年03期
7 冯国楠;于睿;;一类微处理机控制最优自适应转台伺服系统[J];自动化学报;1989年03期
8 胡耀华,贾欣乐;广义预测控制应用于船舶航向和航迹保持[J];中国造船;1998年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王桂利;;船舶柴油发电机转速神经网络模型参考自适应控制[J];船电技术;2009年09期
2 贾金禄;王忠福;何晓达;;基于RBF神经网络桩土荷载分担比计算研究[J];路基工程;2008年02期
3 李会明;裴峻峰;齐明侠;罗红梅;;RBF神经网络在往复泵故障诊断中的应用[J];煤矿机械;2006年11期
4 高洪;侯大寅;李泽应;王军;;RBF神经网络在织物风格中的研究与应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2006年03期
5 李勇;李春明;李秀娟;;基于RBF神经网络的模拟电路故障诊断方法的研究[J];机械工程与自动化;2009年01期
6 杨伟;贾石峰;;基于RBF神经网络的风力发电机组故障诊断研究[J];电气传动自动化;2009年02期
7 刘红;王国成;李航;;粗集—RBF神经网络在故障诊断中的应用[J];装备制造技术;2010年06期
8 訾书宇;魏汝祥;周萍;;基于RBF神经网络的舰船维修费预测[J];中国水运(学术版);2007年05期
9 施金良;汤仕龙;贾碧;;基于神经网络模型参考自适应的电机节能控制研究[J];重庆科技学院学报(自然科学版);2006年02期
10 刘建霞;王芳;谢克明;;基于RBF神经网络的天线阵方向图建模[J];太原理工大学学报;2008年01期
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1 郭兰平;俞建宁;张建刚;漆玉娟;张旭东;;改进RBF神经网络在城市公交车速时间序列预测中的应用[A];2010重庆汽车工程学会年会论文专辑[C];2010年
2 丁迎迎;杨永健;沈发江;;RBF神经网络在水下目标识别中的应用研究[A];中国造船工程学会电子技术学术委员会2011年海战场电子信息技术学术年会论文集[C];2011年
3 张文广;史贤俊;廖剑;李新;;RBF神经网络在惯导系统传递对准中的应用[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
4 王亚慧;程培新;赵亚丹;张桐;;针对时滞系统的RBF神经网络滑模控制策略[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 刘新功;吴蒙华;王元刚;王邦国;;基于RBF神经网络的镍基TiN纳米复合镀层显微硬度的预测研究[A];第14届全国特种加工学术会议论文集[C];2011年
6 杜大军;李雪;费敏锐;白浩亮;宋扬;;基于改进RBF神经网络的两层网络学习控制系统自学习模糊控制策略研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
7 刘载文;崔莉凤;王小艺;吕思颖;;基于RBF神经网络的河湖水华软测量方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 李静;胡云安;;时变RBF神经网络的逼近定理证明及其应用分析[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
9 熊杰;;基于GPS的车辆超载识别监控系统设计[A];首届珠中江科协论坛论文集[C];2011年
10 朱家海;谢聂;杨文杰;李军;;激光陀螺静态漂移的系统辨识研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 于翔;数字神经网络中的协同应用[N];网络世界;2009年
2 健康时报特约记者  张献怀;干细胞移植:修复受损的神经网络[N];健康时报;2006年
3 邹丽梅 陈耀群;江苏科大神经网络应用研究通过鉴定[N];中国船舶报;2006年
4 记者 孙刚;“神经网络”:打开复杂工艺“黑箱”[N];解放日报;2007年
5 海通期货 秦小坡;基于RBF神经网的指数交易策略[N];期货日报;2009年
6 本报首席记者 任荃 实习生 史博臻;轨交“神经网络”触动创新神经[N];文汇报;2011年
7 计算机世界实验室 韩勖;当布线系统遭遇神经网络[N];计算机世界;2009年
8 曹建兵 李祖兵 特约记者 何天进 本报记者 于莘明;给导弹植入“神经网络”[N];科技日报;2005年
9 谭薇;“潮湿计算机”:拥有人类智慧的超级大脑[N];第一财经日报;2010年
10 ;人老了,大脑仍能形成新的神经网络[N];新华每日电讯;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 牟洪波;基于BP和RBF神经网络的木材缺陷检测研究[D];东北林业大学;2010年
2 夏祥华;曲线拟合和径向基函数神经网络方法定量解析分子荧光光谱及其分析应用研究[D];河北大学;2013年
3 赵斌;基于RBF网络的北方温室温湿度控制机理的研究[D];东北林业大学;2010年
4 杜大军;网络控制系统的学习和控制策略研究[D];上海大学;2010年
5 董岩;基于神经网络的机载三轴稳定平台控制系统算法应用研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年
6 马永涛;通信信道建模的神经网络优化技术研究[D];天津大学;2009年
7 王琼;基于优化理论的神经网络研究及在抽油机故障诊断中的应用[D];东北石油大学;2011年
8 李勤道;基于炉内参数测量的燃烧系统优化运行理论与技术的研究[D];华北电力大学;2013年
9 刘志祥;深部开采高阶段尾砂充填体力学与非线性优化设计[D];中南大学;2005年
10 戴雪龙;PET探测器神经网络定位方法研究[D];中国科学技术大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王晓娟;基于模糊控制与RBF神经网络的桃病虫害发生预测研究[D];河北农业大学;2011年
2 臧胜永;船舶航向非线性系统的模型参考神经网络自适应控制[D];大连海事大学;2005年
3 裴雪红;基于改进RBF神经网络的PID控制[D];哈尔滨理工大学;2010年
4 焦玉莹;基于RBF神经网络的浮船坞浮态检验系统辨识[D];大连海事大学;2011年
5 朱一嘉;基于RBF神经网络的金融时序列预测研究[D];北京化工大学;2010年
6 李昆仲;基于RBF神经网络的边坡稳定性评价研究[D];长安大学;2010年
7 姚宁;基于差分进化算法优化的RBF神经网络的异步电机故障诊断研究[D];太原理工大学;2011年
8 冯晶;可拓理论在RBF神经网络研究中的应用[D];北京化工大学;2011年
9 史国强;基于RBF神经网络的网页分类技术研究[D];中国石油大学;2011年
10 王丽霞;基于BP和RBF神经网络的光伏最大功率跟踪对比研究[D];汕头大学;2010年
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