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原文传递模糊PID自动舵的设计与优化

论文题名：	模糊PID自动舵的设计与优化
关键词：	简化模糊PID控制;船舶航向保持;自动舵;优化设计
摘要：	随着科技的发展，工业控制理论和实践都达到了一个新的高度，智能控制算法越来越多，然而理论的超前和实践的滞后特性，使得目前传统的PID控制仍是控制界的主流。现代大型船舶的自动舵大多基于传统的PID控制设计而成，但是随着船舶自动化程度的提高，控制对象更为复杂，加上船舶航行环境及水文状况多变，传统的PID控制在精度和鲁棒性方面很难达到满意的效果。　　本文基于模糊数学理论和逻辑理论设计出模糊控制器，实现对船舶航向保持的控制。另外，结合模糊控制和PID控制各自的优点，构造了一个自适应模糊PID控制器;通过对模糊控制器数学表达式的分析，设计出更加简洁有效的模糊PID自动舵，仿真比较:新型模糊PID控制器具有超调小，响应速度快，动舵频率和幅度小的优点，控制效果理想。　　一般情况下，模糊控制器的量化因子和比例因子设置为一定值，主要根据经验进行整定，这本身具有较大的盲目性和主观性，通过对模糊控制器结构数学表达式进行分析，量化因子和比例因子对控制器的性能具有明显作用。由于模糊控制器自身具有模糊化处理和在线调整功能，根据常规模糊PID在线实时调整PID参数的思想，本文通过设计子模糊控制器实时在线修正新型模糊PID控制器的量化因子和比例因子，使得控制器的控制精度更高。　　本文的仿真实现主要基于Matlab的Simulink仿真平台进行，船舶航向保持控制系统的船舶运动数学模型采用二阶Nomoto船舶运动数学模型，舵机模型采用双油路模拟控制操舵伺服系统模型。仿真结果表明:基于子模糊控制器的新型模糊PID控制器提高了系统的动态特性和静态特性，使系统获得更好的控制效果。
作者：	罗会军
专业：	交通信息工程及控制
导师：	史国友
授予学位：	硕士
授予学位单位：	大连海事大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文