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基于混合控制算法的船舶动力定位系统控制器的设计研究
| 论文题名： | 基于混合控制算法的船舶动力定位系统控制器的设计研究 |
| 关键词： | 船舶动力定位;混合控制;自适应控制;模糊控制器;解耦算法 |
| 摘要： | 船舶动力定位系统表示动力定位船舶需要装备的全部设备，包括动力系统、控制系统、推进系统三个主要部分，其中，控制系统是整套动力定位系统的核心部分。本论文针对船舶动力定位系统的控制器展开了相关设计研究工作，结合船舶运动特点研究设计混合控制算法，包括经典PID、智能模糊控制、解耦控制算法。船舶检测的位置、艏向信息进行数据处理后与位置、艏向设定值相减得到各自的偏差和偏差变化率，将其作为输入量传递给定位系统的控制器，控制器经过混合控制算法的计算后给出船舶位置、艏向的推力信息，将推力信息传递给推进系统，因此实现船舶智能定点定位。 本论文研究了船舶的数学模型，包括其坐标系统、坐标系的转换，建立了固定坐标系下三个方向的低频运动模型，并指出其对应于船体坐标系下横荡、纵荡、艏摇三自由度的运动模型。 分析了控制器在动力定位系统中的功能和要求，针对船舶运动特性、经典PID算法与智能模糊控制算法的控制优势与应用特点，设计出适合本定位系统的混合控制算法（包含PID算法、智能模糊控制算法）并设计控制方案，同时，采用C语言编程实现控制器功能，详述软件实现的流程，对控制器进行仿真，分析控制器定位性能。 结合控制器定位效果，分析发现船舶的横荡和艏摇有耦合影响，设计两自由度的解耦算法并给出其具体实现方法，对控制器添加解耦算法前后进行仿真对比，分析添加解耦算法后控制器的性能提升。 |
| 作者： | 周千华 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 黎洪生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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