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大型船舶减摇鳍控制技术仿真研究
| 论文题名： | 大型船舶减摇鳍控制技术仿真研究 |
| 关键词： | 大型船舶;减横摇;模拟退火算法;粒子群算法 |
| 摘要： | 论文是结合“大型船舶横摇运动控制仿真”科研项目展开。在对国内外船舶减摇技术及设备的应用现状进行调查的基础上，针对国内外学者对利用减摇鳍对大型船舶减摇研究不多的实际情况，以某型号大型船舶为研究对象，研究其在不同海情下的横摇特性，确定减摇鳍的相关参数，设计合理的减摇控制器，并进行减摇控制系统的设计与仿真。研究主要包括以下几个方面： 1.以船舶的单自由度横摇非线性微分方程模型为基础，采用 Matlab软件中的Simulink仿真环境，利用提供的相关线性和非线性模块快速搭建模型并最后封装成一个整体模块能够达到简便、高效、精确的软件建模实现。 2.在考虑船舶横摇角度对鳍升力特性的影响下，利用 BP神经网络立减摇鳍的升力特性模型。为了提高模型精度，利用遗传算法对BP神经网络进行优化，解决网络随机初始的权值和阈值对训练效果带来的影响。 3.以有效简单为基本出发点的设计原则，选取以 PID控制规律作为主要减摇控制器，并针对传统 PID控制器的适应性不强，参数难整定的问题，利用 SA-PSO算法对控制器的增益参数进行优化，改善控制器的控制效果。 4.采用力矩反馈的方式对减摇鳍控制系统进行整体的回路设计。船舶的模型以力矩为输入，横摇角为输出。采用BP神经网络减摇鳍升力特性模型，左右鳍采取分别施加控制信号的控制方式。 5.对传统的 PID控制以及 SA-PSO优化的 PID控制两种方法分别进行仿真分析，以证明本文设计的控制器的有效果性。对本文设计鳍的升力特性模型和常规升力特性模型的输出扶正力矩进行对比分析。 |
| 作者： | 李贺 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 刘胜 |
| 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 |
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