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《大连海事大学》 2006年
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模糊多模型船舶运动控制系统的研究

张松涛  
【摘要】:船舶运动控制是一个重要的研究领域,其目的是提高船舶自动化、智能化水平,进而保证航行的安全性、经济性和舒适性。近二十年来控制论的全面繁荣为船舶运动控制系统的设计提供了诸多控制算法,特别是模糊控制理论被引入到该领域后,为船舶运动控制科学的发展注入了活力。 模糊控制特别适合于处理那些难以建立精确数学模型的复杂控制问题。相对于目前模糊控制在工业应用方面取得的巨大进展,模糊控制理论的发展则滞后了一些。模糊控制理论的研究包括解决模糊控制系统中关于稳定性分析、系统的设计方法、控制系统性能的提高等核心问题。针对目前应用广泛的T-S模糊控制系统,在深入研究模糊控制系统的稳定性及控制器设计基础上,将这些模糊控制理论应用于船舶运动控制,推进船舶控制理论的发展。主要研究工作如下: 船舶运动数学模型是研究船舶运动操纵和控制的基础。针对船舶模型的非线性、时变性和不确定性的特点,首先在讨论船舶操纵运动线性和非线性数学模型的基础上,结合由于航速及装载状态等的变化引起的模型参数不确定性以及外界风、浪、流的干扰不确定性,研究了一种Norrbin不确定船舶运动建模问题。 针对连续的T-S模糊控制系统,定义了有效最大交叠规则组集和有效最大交叠规则组的概念。基于这两个概念和Lyapunov稳定性理论,提出了一种模糊控制系统的稳定性分析及系统设计方法,给出了经由并行分布补偿(PDC)原理设计模糊控制器保证模糊系统稳定的充分条件。此方法不仅降低了寻找公共正定矩阵方法和在每个最大交叠规则组中分别寻找一个局部公共正定矩阵方法的保守性和难度,而且这些方法作为特例包含于所提出的方法中。为证明该方法的可行性,给出了连续的非线性Norrbin船舶运动系统的模糊控制器设计实例。 针对离散的T-S模糊控制系统,在分析模糊系统前件规则结构信息的基础上,将模糊Lyapunov函数和分段Lyapunov函数相结合,构造出一类模糊系统的分段模糊Lyapunov函数。采用并行分配补偿(PDC)技术,利用分段模糊Lyapunov函数进行了模糊系统的稳定性分析与控制器设计。该方法减少了模糊Lyapunov函
【学位授予单位】:大连海事大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:U665.26

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 刘芙蓉;半潜船动力定位控制系统建模和仿真研究[D];武汉理工大学;2011年
2 叶光;基于VV&A的船舶运动控制系统仿真的研究[D];大连海事大学;2007年
3 刘文江;欠驱动水面船舶航向、航迹非线性鲁棒控制研究[D];山东大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 刘程;基于DSC-MLP的船舶航向自动舵自适应模糊设计[D];大连海事大学;2011年
2 陆灏铭;船舶运动仿真平台的研究与设计[D];广东工业大学;2012年
3 徐红;模糊智能控制在船舶动力定位中的应用研究[D];大连海事大学;2012年
4 饶建梁;基于半潜船的6自由度船舶运动仿真研究[D];武汉理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 程启明,黄林;船舶操纵的自整定PID参数模糊控制器研究[J];船舶工程;1997年04期
2 蒋丹东,贾欣乐;神经网络控制器的海上验证[J];大连海事大学学报;1998年01期
3 胡耀华,贾欣乐;船舶运动的预测控制[J];大连海事大学学报;1998年01期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 姜楠;杨德礼;鲍明宇;袁克杰;;基于二维混沌系统的Hash函数构造算法[J];北京师范大学学报(自然科学版);2008年04期
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6 徐益;老大中;李东海;宋跃进;;船舶航向非线性控制系统仿真研究[J];船舶工程;2009年01期
7 张旭;叶光;郭晨;;基于VV&A过程的船舶运动控制系统仿真的研究[J];船舶工程;2009年03期
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9 刘洋;;基于DSP的混沌图像级联加密与硬件实现[J];成都大学学报(自然科学版);2011年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 阮久宏;李贻斌;;一种新的智能控制器设计方法及其在船舶航向控制中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007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 陈少昌;沈建清;;基于FUZZY事件采样的智能控制系统研究[A];1997中国控制与决策学术年会论文集[C];1997年
4 肖晓明;蔡自兴;;非线性系统模糊控制的设计与鲁棒稳定性分析[A];2001中国控制与决策学术年会论文集[C];2001年
5 杨志红;杨昌宏;;离散混沌系统PI控制研究[A];2003中国控制与决策学术年会论文集[C];2003年
6 李铁山;杨盐生;洪碧光;杨林家;;带有UVCGF不确定非线性系统的鲁棒自适应模糊镇定[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(上)[C];2005年
7 丁宝苍;牛永肖;雷兆明;孙鹤旭;;基于Lyapunov方法的T-S模糊系统的可镇定性分析[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(上)[C];2005年
8 沈艳霞;周英焕;;基于模糊Lyapunov方法的不确定模糊系统鲁棒控制器设计[A];2007中国控制与决策学术年会论文集[C];2007年
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10 隋江华;任光;;新型AND-OR模糊神经网络的研究[A];第25届中国控制会议论文集(中册)[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 胡爱花;混沌同步的有关问题研究[D];江南大学;2010年
2 周茜;混沌理论及应用若干问题的研究[D];南开大学;2010年
3 刘鹏;基于超混沌的数字加密及复杂网络同步技术研究[D];吉林大学;2011年
4 常胜;半挂汽车列车动态特性分析与鲁棒控制[D];吉林大学;2011年
5 王茂基;混沌同步中信息传递的研究[D];大连理工大学;2011年
6 魏周超;基于Lorenz型系统族的三维系统的复杂动力学研究[D];华南理工大学;2011年
7 闫华;非线性通信信号处理方法研究[D];电子科技大学;2011年
8 王桓;电力时间序列的混沌识别与短期预测[D];湖南大学;2009年
9 王振亚;垂直上升油水及油气水多相流流动参数测量方法研究[D];天津大学;2010年
10 孙光辉;分数阶混沌系统的控制及同步研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曹永超;超混沌系统的生成及同步控制研究[D];山东科技大学;2010年
2 张仁丹;船舶航迹控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王冬东;浮体艏向调整系统的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 吴晗;大型舰船操纵性理论预报及视景仿真[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 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
6 王涛;燃气轮机化学回热实验台双燃料控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 马敏;船舶电力系统混沌控制的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 卢静;广义同步与相同步若干问题的研究[D];江南大学;2010年
9 段志梅;基于混沌理论的话务量时间序列预测研究[D];昆明理工大学;2008年
10 马勇;混沌时间序列分析方法及其在外汇市场中的应用[D];吉林大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 欧阳华;一类不确定非线性系统鲁棒控制的LMI方法[J];北京大学学报(自然科学版);2004年05期
2 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
3 张炎华,刘思行,鲍其莲;船舶操舵系统的鲁棒自适应控制[J];船舶工程;1995年04期
4 程启明,黄林;船舶操纵的自整定PID参数模糊控制器研究[J];船舶工程;1997年04期
5 鲍其莲,张炎华;智能自适应控制及其在船舶操纵系统中的应用[J];船舶工程;1998年02期
6 李家炜,庞永杰,徐玉如,肖坤;用模糊逻辑实现动力定位船舶的艏向寻优[J];船舶工程;1998年02期
7 童进军,何黎明,田作华;船舶动力定位系统的数学模型[J];船舶工程;2002年05期
8 林永屹;杜佳璐;牛杰;;基于Backstepping的船舶航向自适应鲁棒非线性控制器设计[J];船舶工程;2007年01期
9 丁福光;王海坤;;一种实用的船舶艏向寻优方法研究[J];船舶工程;2008年06期
10 冯志根;大型半潜船发展前景[J];船舶设计通讯;2001年Z1期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李高云;大型船舶航向/航迹智能容错控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 刘芙蓉;半潜船动力定位控制系统建模和仿真研究[D];武汉理工大学;2011年
3 余世明;预测控制算法及其应用研究[D];浙江大学;2001年
4 杨盐生;不确定系统的鲁棒控制及其在船舶运动控制中的应用[D];大连海事大学;2000年
5 夏国清;水面舰船动力定位系统智能控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2001年
6 施小成;ROV工作母船动力定位控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2001年
7 臧传德;船舶航行的智能预测控制研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
8 刘清;船舶操纵运动模糊神经网络控制系统研究[D];武汉理工大学;2002年
9 孟浩;船舶航行的智能自适应控制研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
10 孙峻;非线性模型预测控制理论及应用研究[D];西北工业大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姜晓红;基于非线性Backstepping的船舶航向控制器设计[D];大连海事大学;2003年
2 廖彦;LABVIEW环境下的实时控制方案设计与研究[D];西北工业大学;2002年
3 徐黎黎;船舶运动智能控制及其虚拟仿真的研究[D];大连海事大学;2004年
4 刘川;响应型非线性船舶模型的鲁棒神经网络控制[D];大连海事大学;2004年
5 滕英祥;船舶在风浪中的操纵运动仿真[D];大连海事大学;2004年
6 郑桦;基于Vega平台上二次开发技术的研究[D];长安大学;2004年
7 黄金锋;1000米采矿船动力定位的推力系统研究[D];武汉理工大学;2004年
8 胡江强;基于遗传优化的船舶航向混合智能控制[D];大连海事大学;2003年
9 石芳;鲁棒自适应航向控制器的设计[D];大连海事大学;2006年
10 宫永超;精确反馈线性化在舵鳍联合控制上的应用[D];大连海事大学;2006年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 朱怡;潜艇航行训练模拟器模型简化与参数优化研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 李桃迎;交通领域中的聚类分析方法研究[D];大连海事大学;2010年
3 汪洋;基于动态神经模糊模型的欠驱动水面船舶运动控制[D];大连海事大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 洪俊芳;船舶航向/航迹控制视景仿真技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
3 彭建;救助船舶动力定位控制系统及其仿真的研究[D];大连海事大学;2012年
4 梁敬娟;二维海浪模型的建立与半实物仿真[D];大连海事大学;2012年
5 韩和泰;船舶自动舵测试仿真系统的研究[D];大连海事大学;2012年
6 徐红;模糊智能控制在船舶动力定位中的应用研究[D];大连海事大学;2012年
7 王宗裔;粒子蜂群算法及其在DP半潜式平台推力优化分配中的应用[D];大连海事大学;2012年
8 程楠;半潜式钻井平台推力分配优化算法研究[D];大连海事大学;2012年
9 王小兰;船舶运动控制及其虚拟现实仿真的研究[D];大连海事大学;2012年
10 郭鹏威;半潜船动力定位系统推力分配仿真研究[D];武汉理工大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王丹;;自组织模糊控制自动操舵系统[J];船舶工程;1993年05期
2 郑为民,黄义新,孙培廷;新型自适应舵的设计与仿真[J];大连海事大学学报;2000年03期
3 蒋丹东,杨承恩,贾欣乐;一类航迹操舵仪的系统设计[J];大连海事大学学报;1997年02期
4 姚淑慧,陈英士;自适应自动舵控制系统基本分析方法[J];大连海事大学学报;1998年01期
5 程明;柴油发电站的单片机模糊监控系统[J];电力系统及其自动化学报;1995年04期
6 程启明;锤熔烧结过程的主从微机模糊控制系统[J];电子测量与仪器学报;1996年01期
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8 邓志良,周耀庭;船舶操纵模糊控制器的设计及仿真[J];华东船舶工业学院学报;1994年01期
9 周耀庭,邓志良;船舶操纵自适应控制[J];华东船舶工业学院学报;1994年02期
10 杨盐生;船舶航向非线性系统的输出反馈鲁棒控制[J];交通运输工程学报;2002年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 欧卫华;;组合型自适应模糊控制器的设计与分析[J];模糊系统与数学;2006年06期
2 刘栋良;王家军;崔丽丽;;永磁同步电机参数自适应调速控制[J];电工技术学报;2011年08期
3 朱亚超;张增芳;黄力;;基于神经网络的自适应机器人运动研究[J];机械设计与制造;2008年03期
4 张松涛;白世贞;;船舶运动航向模糊控制器设计与仿真[J];系统仿真学报;2009年09期
5 王佳,吴晓蓓,徐志良;一类复杂系统的分布式模型参考自适应控制[J];东南大学学报(自然科学版);2004年S1期
6 耿彦峰;蹇继贵;李圣荣;;基于状态观测器方法的一类电力系统的自适应同步[J];山东理工大学学报(自然科学版);2009年06期
7 巩长忠;王灿;;基于Lyapunov函数的不确定模糊控制系统设计[J];中国民航大学学报;2011年01期
8 张艳,孙玉华;微分系统耗散性判别准则的推广[J];兰州理工大学学报;2005年04期
9 温嘉斌,王振永;大型汽轮发电机励磁的自适应控制[J];电机与控制学报;1989年04期
10 赵彤;张化祥;曹梦龙;谭永红;;基于径向基函数神经网络迟滞非线性自适应控制[J];上海交通大学学报;2005年12期
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1 李钟慎;;参数未知的L混沌系统的自适应控制[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第二分册)[C];2009年
2 王佳;吴晓蓓;徐志良;;一类复杂系统的分布式模型参考自适应控制[A];江苏省自动化学会七届四次理事会暨2004学术年会青年学者论坛论文集[C];2004年
3 施阳;慕春棣;严卫生;李俊;徐德民;;水下自航器纵向运动的神经网络稳定自适应控制[A];第十九届中国控制会议论文集(一)[C];2000年
4 张惠艳;张天平;顾海军;;一类不确定非线性系统的自适应模糊控制[A];2003中国控制与决策学术年会论文集[C];2003年
5 裔扬;张天平;陈晶;;一类非线性系统的自适应模糊控制[A];第二十三届中国控制会议论文集(下册)[C];2004年
6 师五喜;;一类非线性离散时间系统直接自适应模糊控制[A];第25届中国控制会议论文集(中册)[C];2006年
7 王发强;刘崇新;;不同阶混沌系统的自适应同步控制[A];电工理论与新技术学术年会论文集[C];2005年
8 张桂臣;;复合误差模型自适应控制的应用研究[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第一分册)[C];2009年
9 刘延年;冯纯伯;;基于神经网络的一类非线性连续系统的稳定自适应控制[A];1994中国控制与决策学术年会论文集[C];1994年
10 李广伟;臧传治;井元伟;刘晓平;;一类不确定时滞系统的自适应状态反馈控制[A];2002中国控制与决策学术年会论文集[C];2002年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 陆伟;Rotoflex推出运动控制系统用于标签检测[N];中国包装报;2010年
2 武铠 通讯员 王志岐;吴宏鑫:掌控无限 研究无涯[N];中国航天报;2004年
3 羌菊兴 舒萦 凌鹰鹤 罗文钦(作者单位:宝钢集团宝钢股份公司);自适应控制技术确保精确轧制[N];中国冶金报;2005年
4 姚晓敏;西门子SIMOTION提供系统控制完整解决方案[N];中国纺织报;2007年
5 王溪;交流伺服运动控制产品应用很广[N];中国包装报;2008年
6 记者 张琨 黄炎;“未来城”演示自动化明天[N];深圳商报;2006年
7 世淮;变频器发展趋势浅析[N];中国电力报;2006年
8 本报记者 张华;亮相“CPCA SHOW 2006”丹纳赫传动蓄势跑马圈地?[N];机电商报;2006年
9 佚名;丹纳赫传动的推荐[N];现代物流报;2007年
10 刘侃 孙利民;MCT8000——中国制造业腾飞的翅膀[N];科技日报;2000年
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1 张松涛;模糊多模型船舶运动控制系统的研究[D];大连海事大学;2006年
2 王海瑞;密闭式城市生活垃圾直接气化熔融焚烧过程控制策略研究[D];昆明理工大学;2007年
3 丛佩超;空间机械臂抓取目标的碰撞前构型规划与控制问题研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
4 王红睿;一类欠驱动系统输出跟踪控制问题的理论和方法研究[D];吉林大学;2009年
5 马博军;欠驱动非线性桥式吊车自动控制系统研究[D];南开大学;2009年
6 于佳丽;递归神经网络的连续吸引子与模糊控制[D];电子科技大学;2009年
7 雷冬霞;中立型随机泛函微分方程的渐近分析[D];华中科技大学;2007年
8 李会莹;鲁棒滤波问题的若干研究[D];南京理工大学;2007年
9 张刚;混沌系统及复杂网络的同步研究[D];上海大学;2007年
10 韩东方;基于单位分解方法的几类非线性系统的控制[D];汕头大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 向志容;基于神经网络的一类MIMO非线性系统的自适应控制[D];湘潭大学;2007年
2 韩清娟;双缸同步系统自适应控制的研究[D];兰州理工大学;2004年
3 周彩根;基于模糊模型的模糊控制器设计与分析研究[D];扬州大学;2004年
4 顾周聪;不确定非线性系统的模糊变结构控制理论研究[D];扬州大学;2005年
5 李启龙;矿井提升机直流调速系统自适应控制的研究[D];山东科技大学;2007年
6 李红星;不确定随机系统鲁棒滤波器的设计[D];大庆石油学院;2008年
7 栾玲;异结构不同维混沌系统的混沌同步[D];辽宁师范大学;2006年
8 禹帆;几类随机时滞微分方程的指数稳定性[D];湖南师范大学;2009年
9 殷传军;一类不确定非线性系统的鲁棒自适应控制研究[D];南京信息工程大学;2007年
10 魏晓燕;几类动力系统的实用稳定性[D];华北电力大学(河北);2007年
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