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《哈尔滨工程大学》 2003年
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神经网络理论应用于航向自动舵研究

王兆宇  
【摘要】: 本文首先介绍了自动舵的发展和神经网络组成及功能,并利用Matlab6.1语言构造一个船舶运动控制器的开发环境,然后在此环境中研究了神经网络控制算法和遗传算法在船舶航向自动舵上的应用。 传统的PID自动舵需要精确的船舶控制模型来得到好的控制效果,但在实际当中,精确的船舶模型是很难得到的。为了解决这一问题,本文讨论了利用神经网络学习理论结合PID算法而形成的神经元PID,神经元自适应PSD和神经网络PID控制算法并将之应用到了船舶的航向控制。仿真结果表明,此三种方法与对象的数学模型无关:在存在海风、海浪和海流干扰情况下,这三种方法都能达到明显比传统的PID算法好的航向控制效果。 论文还就利用遗传算法来寻优神经网络PID参数方面作了探讨,讨论了不同的λ值对于控制效果的影响,并得出了在仿真条件下一组最优的PID参数值。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:U664.82

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 赵晴;船舶航迹智能控制算法的研究[D];集美大学;2012年
2 吴乃龙;小型AUV动力学建模及推力控制研究[D];中国海洋大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马壮,万德钧,黄林;基于遗传算法的操舵仪控制参数在线优化[J];船舶工程;1999年01期
2 杨盐生,于晓利,贾欣乐;船舶航向鲁棒PID自动舵设计[J];大连海事大学学报;1999年04期
3 胡耀华;船舶运动控制仿真平台[J];大连海事大学学报;2000年02期
4 杨大力,刘泽民;多层前向神经网络中BP算法的误调分析及其改进的算法[J];电子学报;1995年01期
5 赵邦良,张尧;人工神经网络在船舶自动舵上的应用[J];华东船舶工业学院学报;1998年06期
6 王志东,杨松林,赵洪江;风、流作用下船舶操纵运动的模糊控制方法[J];华东船舶工业学院学报;1999年01期
7 王耀南;基于神经网络的非线性最优控制[J];湖南大学学报(自然科学版);1995年05期
8 何玉彬,徐立勤,阎桂荣,徐健学;电液伺服协调加载系统的神经网络自学习 PSD 控制[J];机床与液压;1998年03期
9 王进,余松煜,张文军;基于遗传算法的改进GLA算法[J];上海交通大学学报;2000年07期
10 宋平,张焰,蓝毓俊,陈芯蕊;改进遗传算法在配电网重构中的应用[J];上海交通大学学报;1999年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 夏业启,于中;酚醛树脂生产的微机自动控制系统[J];工程塑料应用;2000年05期
2 郭伟,刘兴远,张力,王跃文,孙亮;无腹筋钢筋混凝土简支梁受剪特性的神经网络模型初探[J];四川建筑科学研究;2004年01期
3 刘兴远,郭伟,林文修,杜文龙,易珂;重庆地区混凝土构件碳化规律的神经网络描述[J];四川建筑科学研究;2004年04期
4 王倩;蒋林华;张京丰;徐海群;;模糊神经网络在粉煤灰混凝土强度预测中的应用[J];四川建筑科学研究;2006年06期
5 张彤;王建平;孟改样;;异因同果关联神经网络在工程造价中的应用研究[J];四川建筑科学研究;2009年02期
6 乔维德;;感应电机的模糊免疫控制研究[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2009年03期
7 郭玲玲;;火灾探测器现状及其发展趋势[J];安防科技;2010年05期
8 张建功;刘宝权;刘佳伟;;液压AGC电液伺服系统单神经元自适应控制与仿真研究[J];鞍钢技术;2006年03期
9 倪志伟;;BP网络中激活函数的深入研究[J];安徽大学学报(自然科学版);1997年03期
10 杨冠鲁,李晴燕,胡欣;同步发电机监督学习神经网络励磁控制器[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 龙威;袁锐波;曾浩;张宗成;;压电式气动伺服阀控制策略的研究[A];第十五届流体动力与机电控制工程学术会议论文集[C];2011年
2 胡伟明;;基于STM32纯电动汽车电驱控制研究[A];“2011西部汽车产业·学术论坛”暨四川省汽车工程学会四届第九次学术年会论文集[C];2011年
3 黄洪艺;彭侠夫;;一类非仿射非线性系统的H_∞控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 修杰;夏长亮;;开关磁阻电机的模糊自适应PID控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 郑效光;庄严;王伟;;基于导航评价函数的非完整轮式移动机器人路径规划[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 戎袁杰;汤洪海;郑雪生;王荣蓉;李春文;;单相并联有源滤波器的神经网络控制策略研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 孟庆金;权悦;景绍洪;;热电厂CFB锅炉燃烧智能控制策略研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 乔美英;兰建义;;模糊逻辑神经网络控制在交流调速系统中的仿真研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 李俊丽;张光辉;祝晓红;;新型智能变增益单神经元PID控制算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
10 张娟;陈杰;段梅;;基于神经网络和广义经典分配算法的多传感器航迹关联[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张宏瀚;高性能U型减摇水舱系统设计与控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 戚增坤;突变控制机制及其在船舶非线性横摇运动中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 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
5 王龙金;零/低航速减摇鳍升力模型及系统控制策略研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 冷欣;船用增压锅炉汽包水位预测控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 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
8 贺克羽;新型控制棒水力驱动系统研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 许爱德;开关磁阻电机在船舶电力推进中的应用研究[D];大连海事大学;2010年
10 李华文;船舶交通管理系统经济社会影响评价研究[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 冯小冬;基于模糊PID控制的呼吸机压力控制研究[D];南京医科大学;2010年
2 汪步云;水下作业机械手抓取力伺服控制的研究[D];安徽工程大学;2010年
3 代宏伟;布里渊散射水下探测目标的自动识别[D];南昌航空大学;2010年
4 邵建桥;液压混合动力汽车能量再生系统特性仿真研究[D];山东科技大学;2010年
5 岳光亮;基于液压制动行星调速软起动系统的研究设计[D];山东科技大学;2010年
6 高丽丽;大功率电动汽车多功能智能快速充电机的研究[D];山东科技大学;2010年
7 滕景忠;智能瓦斯传感器的研制[D];山东科技大学;2010年
8 檀庭跃;智能控制算法在倒立摆系统中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
9 李安新;BP神经网络研究与硬件实现[D];山东科技大学;2010年
10 陈少华;基于Hopfield神经网络控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐海军;谢海斌;张代兵;;微小型水下机器人推进方式的比较研究[J];兵工自动化;2009年04期
2 付冬梅,郑德玲,位耀光,周颖,鞠磊;人工免疫控制器的设计及其控制效果的仿真[J];北京科技大学学报;2004年04期
3 周新民;国外新型对转螺旋桨系统研制现状[J];船舶;1997年05期
4 刘鹰,赵琳;潜艇仿真数学模型的推导求解[J];哈尔滨工程大学学报;1999年02期
5 陈雪丽,程启明;船舶航迹保持的神经网络控制器研究[J];河海大学学报(自然科学版);2001年05期
6 赵邦良;航海自动舵发展综述[J];航海技术;1998年04期
7 王超;黄胜;解学参;;基于CFD方法的螺旋桨水动力性能预报[J];海军工程大学学报;2008年04期
8 张宏伟;侯巍;王晓鸣;王树新;梁捷;;可着陆式水下机器人的多体动力学建模与仿真[J];海洋技术;2006年04期
9 翟宇毅,刘亮,龚振邦;超小型水下机器人的发展现状及若干问题探讨[J];机床与液压;2005年02期
10 彭学伦;水下机器人的研究现状与发展趋势[J];机器人技术与应用;2004年04期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 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
2 于华男;开架式水下机器人辨识与控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
3 李晔;微小型水下机器人运动控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
4 郭莹;水下自主作业系统协调控制技术研究[D];华中科技大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张仁丹;船舶航迹控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 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
3 杨俊;水下矢量推进器的动力学仿真及优化设计[D];长沙理工大学;2010年
4 王保刚;基于虚拟样机技术的自治水下机器人仿真系统研究[D];中国海洋大学;2010年
5 袁伟杰;自治水下机器人动力学建模及参数辨识研究[D];中国海洋大学;2010年
6 沈锡;基于粒子群优化算法的船舶航向PID控制[D];大连海事大学;2011年
7 孙丽;自治水下机器人(AUV)三维结构设计及仿真分析[D];中国海洋大学;2011年
8 王芬清;20公斤级便携式自主水下机器人(AUV)设计与实现[D];中国海洋大学;2011年
9 朱命昊;量子克隆多目标进化算法研究[D];西安科技大学;2011年
10 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
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 李敬阳;无人操纵帆船抗横倾系统的实验研究[D];大连海事大学;2013年
2 宁君;基于DSC-MLP的船舶直线航迹自动舵自适应神经网络控制[D];大连海事大学;2013年
【二级参考文献】
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 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
3 杨盐生,贾欣乐;船舶航向的变结构控制自动舵设计[J];大连海事大学学报;1998年01期
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6 杨大力,刘泽民;随机动量因子的SMLMS算法及分析[J];电子学报;1993年07期
7 王志东,杨松林;定常风作用下船舶运动模糊控制的初步研究[J];华东船舶工业学院学报;1996年04期
8 何玉彬,闫桂荣,张之栋,徐健学;电液力伺服系统的神经网络并行自适应预测 PI 控制[J];航空动力学报;1997年04期
9 包丛喜,谭家华;神经网络技术在多元图谱插值中的应用[J];海洋工程;1998年02期
10 何玉彬,闫桂荣,张道立,徐健学;电液伺服结构加载系统的神经网络直接自适应输出跟踪控制[J];机床与液压;1997年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曹国瑞 ,施正中;自动舵航向修正动态特性模拟方程及其应用[J];舰船科学技术;1984年10期
2 周宽;;PZ—1型偏航仪自动舵[J];船艇;1987年08期
3 马壮,万德钧,黄林;基于遗传算法自动舵模糊控制研究[J];中国航海;1999年02期
4 郝燕玲,申冬慧,杨银栓;基于模糊控制与遗传算法的潜艇自动舵设计与实现[J];船舶工程;2004年04期
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6 张显库,贾欣乐,杨承恩,朱利民,蒋丹东;船舶鲁棒自动舵产品化研究[J];系统工程与电子技术;1999年02期
7 王超;姜应战;刘金辉;蔺华春;;某自动舵放大器故障诊断的技术实现[J];中国修船;2005年06期
8 蒋玉莲,申冬慧,王翼;基于信息融合与神经网络PID(比例-积分-微分)技术的潜艇自动舵研究[J];船舶;2005年01期
9 周智勇;李践飞;朱琳;;某型舰船自动舵故障诊断专家系统[J];四川兵工学报;2009年05期
10 刘勇,李文魁,陈永冰,周岗,于长龙;基于航向自动舵实船环境模拟的海浪扰动模型研究[J];海军工程大学学报;2002年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 季本山;;基于PLC智能控制自动舵研究[A];2010船舶航泊实践研究论文集[C];2010年
2 王晶晶;王以海;梁山;;基于GSHF的自动舵模型的数字控制设计[A];2008’“先进集成技术”院士论坛暨第二届仪表、自动化与先进集成技术大会论文集[C];2008年
3 张寿桂;;一种改进的模糊PID控制自动舵的仿真设计方法[A];1998中国控制与决策学术年会论文集[C];1998年
4 卢雄辉;易建强;赵冬斌;;基于虚拟航向的模糊自动舵设计[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年
5 魏纳新;赵希人;;舵减横摇技术实船应用研究[A];中国造船工程学会2007年优秀学术论文集[C];2008年
6 魏纳新;;舵减横摇技术实船应用研究[A];2001年中国智能自动化会议论文集(下册)[C];2001年
7 付永领;罗会标;;传统PID自动舵的改进研究[A];中国航空学会控制与应用第十二届学术年会论文集[C];2006年
8 付永领;罗会标;;传统PID自动舵的改进研究[A];中国航空学会液压气动专业2005年学术讨论会论文集[C];2005年
9 陶醉;张纬康;;船舶横甩吸引域的数值研究[A];第五届全国水动力学学术会议暨第十五届全国水动力学研讨会文集[C];2001年
10 张春来;张跃年;;PR-4507型-自动操舵装置的故障分析[A];现代船舶机电维修技术(2005)[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 刘颖;自动舵市场:从中端产品突破[N];中国船舶报;2008年
2 记者 陈佳南;集成GPS罗经仪全球首度亮相[N];中国船舶报;2007年
3 本报通讯员  古领华 梁庆松 熊汉臣;上校“新兵”建殊勋[N];光明日报;2006年
4 记者 姜云飞;大连“千里眼”导航中国商船[N];大连日报;2006年
5 记者 王学军;鼓励外商投资“双高”船[N];中国船舶报;2007年
6 谭依娜;舰艇野战抢修从岸基走向大海[N];解放军报;2005年
7 梁庆松 黄代智;印尼海军“德瓦希”号训练舰见闻[N];中国国防报;2006年
8 记者 关媛媛;我市启动7个重大科技专项预期将新增500亿元产值[N];重庆日报;2008年
9 本报记者 周跃喜;空心“船壳”造船业的一块“短板”[N];九江日报;2008年
10 颜滔 特约通讯员 陆文强;东海舰队某保障大队直招士官刘伟成长历程激励战友[N];解放军报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 胡江强;基于克隆选择优化的船舶航向自适应控制[D];大连海事大学;2008年
2 王先洲;船舶及潜艇操纵中的鲁棒控制研究[D];华中科技大学;2006年
3 程金;水面船舶的非线性控制研究[D];中国科学院研究生院(自动化研究所);2007年
4 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
5 李辉;船舶波浪载荷的三维水弹性分析方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 封浩;基于ARM的自动舵研究与设计[D];浙江工业大学;2010年
3 霍星星;基于BP神经网络的模糊PID自动舵设计[D];大连海事大学;2014年
4 刘亚营;改进型遗传算法及其在神经网络参数优化中的应用[D];上海海事大学;2003年
5 韩延明;分布式船舶运动仿真平台的研究[D];大连海事大学;2009年
6 薛彦卓;船舶操纵模拟与航迹规划研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
7 涂武;船舶航向最优控制与仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
8 赵晴;船舶航迹智能控制算法的研究[D];集美大学;2012年
9 杨能凯;神经网络在大型船舶航向控制中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
10 苏会会;基于神经网络控制的船舶航迹自动舵技术[D];哈尔滨工程大学;2009年
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