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船舶减摇鳍系统模糊自适应滑模控制及动态仿真研究
| 论文题名： | 船舶减摇鳍系统模糊自适应滑模控制及动态仿真研究 |
| 关键词： | 减摇鳍;模糊自适应滑模控制;船舶横摇运动;动态仿真 |
| 摘要： | 航行于海面上的船舶，在风、浪等海洋扰动因素的作用下，产生的剧烈横摇运动会严重影响船舶适航性及安全性。减摇鳍是目前减摇效果最好、应用较广的减摇装置。本文在建立船舶横摇运动非线性数学模型的基础上，主要研究减摇鳍系统模糊自适应滑模控制。并参考实船资料，实现了减摇鳍控制系统操作界面和液压系统工作过程的动态仿真。论文的主要研究内容包括以下几点： (1)基于随机海浪的谱密度分析理论，建立了长峰波随机海浪数学模型，依据等能量法，对不同海情下长峰波随机海浪进行了数字仿真。 (2)考虑高海情条件下船舶横摇运动的非线性特点，建立船舶横摇运动的非线性数学模型。基于某船舶参数，针对不同海况，进行了船舶横摇运动仿真，验证所建数学模型的有效性。 (3)针对船舶横摇运动中的非线性和不确定性因素，首先设计了减摇鳍系统滑模变结构控制器，并进行了仿真验证。其次，考虑到滑模变结构控制器设计对船舶横摇运动数学模型的依赖性较强，本文结合模糊自适应控制良好的逼近特性和滑模变结构控制对干扰和对象参数变化不灵敏的特性，设计了减摇鳍模糊自适应滑模控制器，控制器的设计不依赖被控对象的数学模型。最后，论文对不同海况下的船舶横摇运动进行了仿真研究，仿真结果表明所设计的控制器具有较强的鲁棒性、自适应性，减摇效果良好。 (4)基于DMS轮机模拟器仿真平台，参考大连海事大学教学实习船“育鲲”轮减摇鳍集控台、驾控台操作界面及减摇鳍液压系统工作原理图，实现了减摇鳍控制系统操作界面设计和液压系统工作过程的动态仿真，系统具有良好的人机交互功能。 |
| 作者： | 薛冬双 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 李晖;刘义 |
| 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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