原文传递
基于滑模的船舶直线航迹控制设计及优化
| 论文题名： | 基于滑模的船舶直线航迹控制设计及优化 |
| 关键词： | 欠驱动船舶;直线航迹控制;滑模控制;参数自动优化 |
| 摘要： | 近些年来，针对船舶直线航迹控制的研究受到国内外专家、学者的广泛关注。船舶直线航迹控制研究可以改善船舶控制效率，保证航行安全，并且能够缩减航次时间、减少能源消耗，所以，针对船舶直线航迹控制的研究具有显著的意义。 本文的研究对象是船舶直线航迹跟踪控制，采用的控制算法为滑模变结构。由于船舶的航迹控制比较复杂，直接设计控制律较困难。本文通过滑模变结构控制算法将控制对象依次转换，最终转换到对船舶的航速及舵角的控制层面。本文的航迹跟踪控制设计中的积分项内部加入了微分项，使得在控制过程中避免超调的出现，使得控制过程更加稳定。 由于在现实中的船舶操纵性并非一成不变，且外界环境存在较多变化。因此，若控制器内部参数不变无法达到控制效果的要求。本文利用滑模嵌套设计将控制器内部参数关系固定，从而能够达到同时优化而不影响控制品质。在此基础上，将设计参数与船舶控制输入输出建立一定函数关系，使得控制参数可以随着控制效果进行自动优化，最终实现既满足舵角不可过大，又能够较快的回归计划航迹线控制要求。 本文应用MATLAB中的Simulink软件设计了船舶直线航迹跟踪控制仿真程序，通过仿真证明了该控制设计具有良好的航迹控制效果，且对外届风、浪、流等干扰具有较强的鲁棒性。同时，仿真结果表明，控制器的参数自动优化功能能够满足控制效果的自我完善要求。 |
| 作者： | 王波 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 卜仁祥 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
