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船舶航迹舵控制技术研究与设计

鞠世琼  
【摘要】: 用于船舶操纵的自动舵是船舶系统中不可缺少的重要设备,随着对航行安全及营运需求的增长,对自动舵的要求也日益提高。我国船舶上广泛采用的PID自动舵,具有航向控制功能。而就长时间航行来说,航迹控制十分必要,可以减少船员劳动强度,增加安全性。考虑我国现有船舶控制设备状况及经济因素,本文提出一种基于专家系统的间接式航迹控制方法。 模型是研究船舶操纵运动的基础,风、流、海浪对船舶航行会产生直接影响,因此在分析了船舶航行的数学模型的基础上,对风、流、海浪的干扰也进行了建模。 航迹控制是本文的关键,在研究航迹控制的基本原理、航迹控制类型、航迹计算的基础上,提出了一种新型的基于专家系统的间接航迹控制法。这种方法在航迹保持阶段,根据专家知识得到航向校正量,通过控制航向以实现航迹控制。在船舶转向阶段,通过转向角的大小得到转向起转距离,船舶到达此距离后,再采用航迹保持间接专家控制器转入下一航路段。 间接式航迹控制离不开航向控制。本文在传统PID控制器基础上,提出了神经元PID控制器。仿真结果表明它的性能稳定,具有自适应功能,而且逻辑结构简单,在船舶航向控制方面很有潜力。


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