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《哈尔滨工程大学》 2004年
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基于π型舵船舶纵向多变量随机控制方法研究

陈虹丽  
【摘要】:船舶减摇是船舶与海洋工程的重要课题之一。从国内外的情况来看,减横摇的技术已经日趋成熟并逐步走向完善,而减纵摇的问题还没有得到很好的解决。如果能够找到有效的减纵摇方法,对于舰载飞机起降、船舶的适居性和航行性及安全性等都是十分有意义的。 本文采用π型舵作为减纵摇装置。首先,基于切片理论建立了船舶垂荡与纵摇耦合的两自由度船舶纵向运动方程,为船舶减纵摇研究提供了数学模型。其次,利用递推最小二乘法的改进算法对海浪扰动力和扰动力矩进行建模,为利用扩展随机最优控制奠定基础,并且对海浪扰动力和扰动力矩的估计方法进行研究和分析,具有工程实用意义。然后,分别利用经典随机最优控制和扩展随机最优控制对船舶舵减纵摇控制进行研究,其中包括利用经典Kalman滤波和扩展Kalman滤波对船舶纵向运动状态进行估计。最后,将广义预测控制(GPC)引入到船舶舵减纵摇的研究中,探讨了基于状态空间模型的船舶舵减纵摇的广义预测控制算法。本文所有研究工作,都是在Matlab6.1仿真平台上仿真验证的,并给出了仿真验证结果。 通过理论分析和大量的仿真结果证明,对于舵减纵摇,扩展随机最优控制优于经典随机最优控制,而扩展随机最优控制和广义预测控制都能取得较为满意的控制效果,并且广义预测控制方法计算简便、省时、实用、控制效果好,鲁棒性强。广义预测控制作为一种新型优化控制技术,对模型要求低,在线计算方便、控制综合效果好,将有着广阔的应用前景。 本论文的研究成果和结论对于船舶舵减纵摇的实施具有重要的指导意义。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:U664.8

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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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
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5 畅元江;深水钻井隔水管设计方法及其应用研究[D];中国石油大学;2008年
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3 杨雪晶;船舶横向运动智能模型建立及控制研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
4 苏婷婷;三自由度转台的控制与应用[D];哈尔滨工程大学;2007年
5 徐琳琳;船舶运动仿真及建模预报研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
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4 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
5 杨建华;刘文琦;卢伟;;注汽锅炉蒸汽干度的模糊预测控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 李刚;王庆林;黄彪;;随机扰动下的动态矩阵控制系统性能监控、调节与诊断[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 吴义虎;宋丹丹;侯志祥;袁翔;;车辆横摆角速度的广义预测控制研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
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9 Yu Kerwei;Yang Tsunlirng;;A Case Study of Yacht's Motions Represented by Using Stewart Platform[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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2 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
3 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
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5 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
6 丁国强;惯性导航系统传递对准技术关键问题研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 张涛;GPS/SINS超紧密组合导航系统的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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9 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
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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【二级引证文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前4条
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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中国期刊全文数据库 前10条
1 杨承恩,贾欣乐,毕英君;一种用于减摇的多变量自动舵控制器[J];船舶工程;1998年05期
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4 赵希人,叶葵,陈虹丽,彭秀艳;水翼艇纵向运动多变量随机最优控制仿真[J];船舶工程;2003年04期
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10 杨承恩,贾欣乐,毕英君;一种舵阻摇 H_∞ 控制器的设计[J];大连海事大学学报;1998年01期
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