收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

船舶航向动态滑模变结构控制研究

邹剑  
【摘要】:计算机仿真技术随着信息技术及电子技术的飞速发展以及计算机技术的普遍应用越来越引起人们的关注。同时随着港口日趋繁忙和航运业的发展,对船舶航行的经济型和安全性要求不断提高,所以当今的重要课题之一就是研究和设计高精度的船舶航向控制系统。在船舶航向控制系统中自动舵起着举足轻重的作用。本文在考虑外界干扰情况下,建立了干扰模型和包含舵机特性的船舶航向控制模型,对船舶航向控制算法进行了研究,最后把以上的研究内容运用到实际的半实物仿真平台进行了实时性测试。 本文首先根据船舶学理论建立了海风、海浪和海流的干扰力模型,基于谱分析理论对海风和不规则波进行了仿真研究。其次根据实船操纵性指数T和K建立了船舶运动模型。同时根据船舶自动舵的发展分别设计了PD型自动舵和PID型自动舵,并对PID型自动舵进行了仿真。仿真结果表明,当船舶的航行速度发生变化后,传统的PID控制策略无法保证船舶按照预定的航线航行,甚至无法满足系统的稳定性,故传统的控制方法无法自适应满足船舶控制的要求。依据以上存在的问题,结合舵机的特性和船舶运动模型原理设计了控制系统,并利用非线性系统线性化理论把以上的控制系统处理为易于设计控制器的标准形式。然后运用动态滑模变结构控制理论研究出动态滑模控制器,并在matlab仿真平台上进行了测试。测试结果表明,系统的相应不仅具有快速性、稳定性和很强的鲁棒性,而且有效的抑制了抖振。最后利用研华工控机、DSP控制器、数据采集卡等硬件设备在MATLAB/RTW环境下建立了柴油机实时仿真平台,利用iFIX组态软件建立了上位机和CAN总线进行通信,最终实现了船舶自动舵系统运行状况的实时监控。 本文的研究工作为后期的投入工业生产打下了基础,更为重要的是提出了一种实现船舶自动舵航向控制较为先进的控制策略,为后继研究者提供了理论和技术支持,缩短了开发周期,对船舶自动舵技术的发展必将起到积极的推动作用。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 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
2 樊印海,陆祥润;船舶航向自动控制系统数学模型的参数计算与稳定性分析[J];大连海事大学学报;1983年02期
3 郭小溪;李刚;赵岩;;基于神经网络的船舶航向控制[J];一重技术;2010年02期
4 何俊杰;郭昌捷;;一种基于神经-模糊的船舶航向控制器研究[J];电气自动化;2000年05期
5 刘胜;黄少博;常绪成;;基于LS-SVM的船舶航向模型预测控制[J];控制工程;2010年02期
6 杨盐生,贾欣乐,于晓利;船舶航向非线性系统的鲁棒自适应控制[J];中国造船;2000年01期
7 蒋漪,李若霖,李爱林;航向信号数字化处理[J];航海技术;2003年05期
8 杜刚,战兴群,钟山,张卫明;基于神经网络的非线性船舶航向自适应逆控制[J];测控技术;2005年04期
9 杨国勋,郭晨,贾欣乐;船舶运动的混合智能控制[J];大连海事大学学报;2002年01期
10 张松涛;;基于离散模糊多模型的船舶航向控制器设计[J];控制工程;2009年03期
11 方亮;袁书明;;船舶航向H~∞鲁棒控制[J];大连海事大学学报;2009年03期
12 卓永强;方祥麟;;船舶航向在线自学习智能控制方法[J];大连海事大学学报;2007年02期
13 李强;洪碧光;李铁山;李荣辉;张维毅;;基于分离型模型的船舶航迹控制系统仿真[J];大连海事大学学报;2011年03期
14 卜仁祥;刘正江;李铁山;;船舶航向非线性输出反馈控制[J];大连海事大学学报;2007年02期
15 曾小权;边信黔;王元慧;;基于GM(0,2)模型的灰色PID自动舵设计[J];计算机工程与应用;2008年28期
16 于晓利;船舶航向非线性系统的鲁棒控制[J];大连水产学院学报;1999年04期
17 李卓,马林立;基于一种非线性PID控制器的船舶航向控制系统研究[J];船舶;2004年04期
18 齐亮;俞孟蕻;;基于支持向量机的船舶航向广义预测控制研究[J];中国航海;2007年03期
19 胡江强;庞为兴;章文俊;赵庆涛;;克隆选择辨识的船舶航向自适应PD控制[J];大连海事大学学报;2009年01期
20 黄国栋;张典奎;;PZ-1型内河船用自动舵的研制和应用[J];船舶工程;1988年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 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[A];2004防止船舶行事故新经验新技术学术研讨会论文集(上册)[C];2004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 李加庆;;船舶碰撞局面分析与处置方法浅谈[A];中国航海学会内河船舶驾驶专业委员会港区、渡口船舶航行安全与管理论文集[C];2009年
4 任光;赵卫军;牛井超;;基于RBF网络的船舶航向神经模糊控制器的研究[A];第二十届中国控制会议论文集(下)[C];2001年
5 臧胜永;杨盐生;;船舶航向的神经网络模型参考自适应控制[A];2004防止船舶行事故新经验新技术学术研讨会论文集(上册)[C];2004年
6 杜刚;战兴群;张炎华;;一种混合型ε-滤波非线性船舶航向自适应逆控制[A];2006年船舶通讯导航学术会议论文集[C];2006年
7 刘宏达;马忠丽;;基于小生境免疫算法的船舶FNN自动舵设计[A];第十七届全国过路控制会议论文集[C];2006年
8 刘宏达;李殿璞;马忠丽;;基于粒子群优化的船舶PID自动舵的改进[A];第十七届全国过路控制会议论文集[C];2006年
9 王德普;夏洪胜;;实船航向运动模型辨识[A];第三届全国控制与决策系统学术会议论文集[C];1991年
10 张桂臣;任光;;基于神经网络的船舶航迹自适应控制[A];2007年中国智能自动化会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10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 林叶锦;船舶运动模糊神经网络控制系统的研究[D];大连海事大学;2006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
4 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
5 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
6 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
7 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
8 高双;喷水推进船舶的航向/航速控制研究[D];哈尔滨工程大学;2008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 尹建川;径向基函数神经网络及其在船舶运动控制中的应用研究[D];大连海事大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邹剑;船舶航向动态滑模变结构控制研究[D];重庆大学;2012年
2 王金朋;船舶航向反步自适应控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
3 张彪;基于黄金分割的船舶航向自适应控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
4 何俊杰;船舶航向智能模糊控制系统及其仿真[D];大连理工大学;2000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 刘晓明;船舶航向模糊自适应控制研究[D];上海海运学院;2002年
7 朱璐;船舶航向保持中的混沌及鲁棒控制[D];大连海事大学;2009年
8 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
9 董浩然;船舶舵机液压系统的仿真研究[D];集美大学;2009年
10 方亮;舰船航向—舵/翼舵智能协调控制研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 李颖;海难责任分清 肇事逃犯落网[N];中国交通报;2002年
2 吕航;将系统论运用于海事调查中[N];中国交通报;2002年
3 记者 胡晓峰;康士伯上半年为200余艘船配套[N];中国船舶报;2007年
4 孙宏志 张小军;张网抓捕“油耗子”[N];人民公安报·交通安全周刊;2006年
5 通讯员 鲍燕娜俞炜忠;少用声号勿扰民[N];中国水运报;2008年
6 记者 王学军;加快突破船用设备技术瓶颈[N];中国船舶报;2004年
7 秦川;国家明确船舶工业鼓励和限制类项目[N];中国船舶报;2005年
8 许凡 陈国雄;北江航道清远段将实施交通管制[N];中国水运报;2004年
9 罗敏;西江航道梧州段恢复通航[N];中国交通报;2007年
10 记者 陶海音通讯员 杨光贵;确保用水及航行安全[N];湖南日报;2008年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978