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原文传递船舶综合减摇系统控制算法研究

论文题名：	船舶综合减摇系统控制算法研究
关键词：	船舶运动;综合减摇系统;PID控制器;数学模型
摘要：	综合减摇系统是根据鳍和水舱各自的特点，充分发挥它们的减摇作用，使得船舶在任何海情下都能够很好的减摇。本文通过对综合减摇系统相关理论以及控制方法进行深入详细的分析和研究，建立综合减摇系统数学模型，并利用多种智能算法对综合减摇系统进行控制。　　本文主要完成以下工作：　　首先，对船舶横摇运动进行受力分析，并介绍了其减摇的基本原理以及控制规律。由于横摇运动通常情况下是非线性的一般很难对其求解，因此，要对横摇运动非线性数学模型进行线性化，建立综合减摇系统线性数学模型，它包括减摇鳍系统数学模型、减摇水舱系统数学模型以及船舶—鳍—水舱综合减摇系统数学模型。　　其次，针对船舶航行的环境复杂多变，在实际航行中利用PID控制减摇效果并不明显的缺点，本文利用 VAPID对综合减摇系统进行控制，并建立综合减摇系统控制性能指标。通过仿真验证了 VAPID控制器在任何海情下都有很好的控制效果，而传统 PID只在特定海情下有很好的控制效果。　　再次，根据船舶运动的特点，分析综合减摇系统的混沌特性，建立综合减摇系统混沌模型，并利用分段二次函数产生混沌现象，选择综合减摇系统李雅普诺夫指数都为非正所对应的分岔参数作为该综合减摇系统混沌模型的非线性反馈控制器，并将其应用于综合减摇系统混沌模型中进行反馈操作，使得综合减摇系统混沌行为得到有效控制。　　最后，利用CPSO算法对综合减摇系统PID控制器进行优化，并进行仿真，验证了利用CPSO算法优化PID控制器，使得迭代次数和最优解都得到提高，进而使得综合减摇系统控制效果也得到明显改善。
作者：	匡胜钦
专业：	控制理论与控制工程
导师：	于立君
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文