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基于事件驱动的动力定位船定点控制方法研究
| 论文题名： | 基于事件驱动的动力定位船定点控制方法研究 |
| 关键词： | 海洋开发船;动力定位;自抗扰控制;操纵技术 |
| 摘要： | 随着海洋工程作业的不断发展，船舶动力定位技术越来越受到人们的重视。由于海洋工程作业经常存在长时间连续作业的情况，这就要求动力定位系统长时间处于工作状态。而传统的基于时间驱动控制方法由于固定周期的更新控制输出，即使在海况较好的情况下，也不可避免的造成推进器的频繁动作，加重了推进器的损耗。采用事件驱动控制可以很好的解决这一问题。本文以水面动力定位船----“海洋石油201”为研究对象，研究了基于事件驱动控制的定位控制算法，有效减的减少了推进器磨损，延长了推进器的使用寿命，同时保证了定位控制的效果。 本研究主要内容包括：⑴建立六自由度的船舶统一数学模型以及风、浪、流环境干扰数学模型。首先，建立船舶运动特性研究用的参考坐标系；其次，将船舶的所有作用力叠加，建立船舶统一数学模型；然后，建立海风、海浪以及海流三种环境干扰的数学模型；最后，通过仿真试验验证数学模型的准确性。⑵研究了线性船舶模型的事件驱动定位控制算法。首先，将六自由度非线性船舶模型简化为三自由度线性模型；其次，介绍了事件驱动定位控制系统的组成；然后，对传感器是连续采样的连续事件驱动定位控制系统进行了稳定性分析和最小事件触发间隔的讨论；随后，对传感器是离散采样的离散事件驱动定位控制系统进行了稳定性分析；最后，通过仿真试验验证本章设计的定位控制算法的有效性。⑶对非线性船舶模型设计了状态敏感型事件驱动定位控制算法。首先，设计了基于时间触发的自抗扰（Active Disturbance Rejection Control, ADRC）定位控制算法；其次，针对离散系统间隔采样的问题，设计了状态敏感型事件触发函数，结合自抗扰定位控制算法，设计了状态敏感型事件驱动定位控制算法；最后，通过验证试验检验该算法的定位控制效果。⑷实现了基于状态敏感型事件驱动控制的动力定位船定位技术，通过仿真结果证明，有效减少了控制器解算次数和推进器控制次数，减少了推进器的损耗，提高了动力定位船的经济性，同时还保证了定位精度。因此，本文的研究对动力定位船的在定位控制具有较好的借鉴意义。 |
| 作者： | 倪诚林 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 付明玉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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