详情

原文传递海洋地震拖缆姿态控制策略研究

论文题名：	海洋地震拖缆姿态控制策略研究
关键词：	海洋勘探;地震拖缆;船舶操纵;姿态控制
摘要：	海洋地震拖缆系统是海上地震勘探的关键设备,在拖缆系统设计应用中,保持拖缆在水下的姿态是获取高质量勘探信息的基础,利用水鸟对拖缆进行姿态控制是解决该问题的有效途径。本文以海洋资源勘探拖缆为研究对象,提出了有效的姿态控制策略。　　本研究首先确立拖缆为研究对象,对拖缆的姿态控制进行研究。给出分析了拖缆系统的动能、势能和虚功,然后基于哈密顿原理,建立线性化的勘探拖缆和水鸟的动力学模型,同时给出模型的初始条件和边界条件。最后设计了三种控制策略来控制拖缆的姿态,分别是PID控制策略、复模态控制策略和鲁棒自适应控制策略。在PID控制策略里引入有限差分法来离散模型。对模型进行仿真,进而验证控制规律的有效性。复模态控制策略是基于模态观测器,在独立复模态空间,通过选择合适的权重矩阵,对拖缆的低阶模态设计稳定的控制规律。鲁棒控制策略设计中,选取拖缆和水鸟能量为李雅普诺夫能量函数,考虑到实际工作中不确定的参数,设计了自适应的鲁棒控制规律。仿真验证了控制规律的有效性,自适应规律可以在线的估计勘探拖缆的参数,并且鲁棒自适应控制规律稳定性好。
作者：	张亮
专业：	轮机工程
导师：	张维竞
授予学位：	硕士
授予学位单位：	上海交通大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文