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POD推进船舶操纵数学模型与智能控制
| 论文题名： | POD推进船舶操纵数学模型与智能控制 |
| 关键词： | 吊舱推进器;船舶操纵;航向控制;数学模型 |
| 摘要： | 随着海上运输和船舶工业的快速发展，吊舱推进器(Podded Propulsor，POD)作为一种新型推进装置在船舶电力推进系统中获得广泛应用，越来越受到人们的关注。推进电机驱动POD装置的螺旋桨推动船舶前进，省去了传统船舶的舵机装置，POD本身可以360度旋转，可驱动船舶更有效地完成转向，倒车等运动。POD推进船舶有着诸多优点，比如经济性，布置的灵活性，维护的便捷性等，有着极其广泛的应用前景。 本论文对于POD推进船舶的操纵运动数学模型建立和航向智能控制进行较系统的研究，完成了以下研究工作。 (1)针对POD推进船舶，论文应用MMG分离型建模机理，给出模型中多种流体动力和力矩的合理计算方法，建立了POD推进船舶操纵数学模型。通过与Nomoto整体型模型和实船数据的对比，验证了模型的准确性。 (2)进行了POD推进船舶运动仿真及操纵性研究。论文基于POD推进的“泰安口”轮的实船参数，在MATLAB平台下进行计算，通过回转试验和Z形试验仿真结果讨论分析了该POD推进船舶的操纵性。从仿真结果与实船数据的对比看出，该模型的误差较小。并与传统船舶进行操纵性对比分析，研究吊舱推进船舶操纵性的优势。 (3)较为详细地讨论了POD推进船舶的航向控制问题，对于常规PID控制器进行改进，设计了变参数PID控制器，又针对其存在的问题设计了基于RBF神经网络的PID控制器，仿真结果表明控制器能够达到预计的控制效果。 (4)针对PID智能控制中存在的问题，提出了采用自抗扰控制策略加入扰动估计和动态补偿的改进方法，设计了基于BP神经网络的自抗扰航向控制器。根据这种思想将自抗扰控制器应用于POD推进船舶的航向控制问题上，并将训练好的BP神经网络嵌入自抗扰控制器中，有效地提高了控制品质，使航向控制更为精确。 |
| 作者： | 朴在吉 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 郭晨;刘雨 |
| 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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