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BP神经网络PID控制在船舶动力定位系统中的应用
| 论文题名： | BP神经网络PID控制在船舶动力定位系统中的应用 |
| 关键词： | 船舶动力定位系统;PID控制;BP神经网络;推力分配;仿真实验 |
| 摘要： | 海洋中蕴藏着丰富的资源，各国对海洋资源开发利用的步伐在逐步加快。在对海洋的不断探索中，海洋工程设施的应用越加广泛。动力定位技术是深海工程领域中保持海洋工程设施位置的关键技术。从整体上看，动力定位系统包含三个子系统，即位置测量系统、控制系统和动力推进系统。控制系统是整个动力定位系统的核心，本文主要对动力定位系统的控制系统进行研究。 船舶动力定位系统的研究要以特定的海洋环境为基础，因此本文在建立了船舶模型的同时也建立了海洋环境的基本模型。本文在横荡、纵荡和艏摇三个自由度上建立了船舶模型同时构建了海洋环境模型，其主要包括风、浪模型。为验证船舶模型的准确，本文在MATLAB/Simulink的仿真环境里进行了验证，证实了模型是准确的。 针对动力定位系统的控制，本文采用以经典PID控制为基础，利用神经网络在线调整PID参数的方法对控制系统进行设计。PID控制经过长时间的实践检验，已经成为较为成熟可靠的控制方法。神经网络具有强大的信息处理能力，尤其是在处理非线性问题上具有很大优势，将PID与神经网络相结合，增强了控制器对外界干扰及不同海况条件的适应性。神经网络控制可以采用多种算法，本文采用的是较为成熟的BP算法，它是应用于神经网络最为广泛的算法之一，主要由信息的正向传播和误差的反向传播两个过程组成。将BP神经网络与增量式PID控制规律相结合，得到BP神经网络在线调整PID参数的控制规律。为验证控制律的可行性与稳定性，应用MATLAB/Simulink仿真程序，对所设计的控制器进行了仿真实验。利用序列二次规划方法，对动力定位船舶的推力分配问题进行了优化，最后进行了整个系统的仿真，仿真结果表明，本文设计的控制器能够较好的实现对动力定位系统的控制。 |
| 作者： | 周春光 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 林叶锦 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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