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基于Backstepping的模糊自适应船舶航向控制
| 论文题名： | 基于Backstepping的模糊自适应船舶航向控制 |
| 关键词： | 船舶航向控制;在线逼近;模糊系统;模糊自适应控制;学习误差反馈 |
| 摘要： | 船舶运动控制是船舶自动化的核心，直接关系到船舶航行的安全性、操纵性和经济性。船舶运动具有非线性、模型不确定等特点，因而开展不确定非线性船舶运动控制研究，具有重要的理论价值和现实意义。因此本文针对船舶航向控制系统的特点，基于Backstepping设计方法和模糊自适应控制理论，研究了非线性船舶航向的自适应模糊控制问题。 首先，结合Backstepping设计方法，以船舶航向控制作为研究对象，设计了船舶航向控制器;进而针对带有参数不确定性的船舶航向控制系统，在Backstepping技术框架内，设计了非线性Backstepping自适应航向控制器;并针对有无扰动两种情况，进行仿真研究，结果表明所得Backstepping自适应航向控制器实现理想的航向跟踪控制。 其次，针对船舶航向控制系统中含有的未知非线性动态，采用T-S模糊系统作为在线逼近器，通过反馈线性化技术和李雅普诺夫稳定性理论，提出一种间接模糊自适应控制策略，确保船舶航向控制系统的稳定性;进而，将Backstepping算法和模糊自适应控制策略相结合，针对带有不确定性的船舶航向控制系统，提出了一种基于Backstepping的模糊自适应控制方法，李雅普诺夫方法确保闭环控制系统的稳定性和自适应参数收敛性;仿真结果验证了该方法在船舶航向控制中的有效性和优越性。 最后，针对船舶运动非线性模型，基于L2增益理论，通过在原有的直接模糊自适应律中引入学习误差反馈，提出了一种基于学习误差的直接模糊自适应船舶航向控制方法，仿真结果表明该方法使得船舶航向系统能够达到良好的控制效果。 |
| 作者： | 孟凡超 |
| 专业： | 电力系统及其自动化 |
| 导师： | 王宁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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