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双舵双桨船舶的航向/航迹自适应滑模控制
| 论文题名： | 双舵双桨船舶的航向/航迹自适应滑模控制 |
| 关键词： | 双舵双桨船舶;航向控制;非线性迭代滑模控制算法;自适应性 |
| 摘要： | 随着世界经济的迅速发展,经济全球化极大的推进了国际间的经济往来,集装箱船舶作为海上运输载体之一日趋繁忙,尽管自2008年金融危机以来,航运业有些低迷,但大型尤其是超大型集装箱船舶可以有效降低单箱运输成本,所以大型化、高速化成为主要发展趋势。其中采用双舵双桨系统的马士基Triple E达到了载箱18000TEU,具有节能、环保与经济的特性。近年来,船舶自动化的要求逐渐提高,研究双舵双桨船舶运动控制问题具有重要的工程意义与价值。 (1)根据MMG模型理论,建立双舵双桨船舶模型以及风、浪、流的干扰模型,并以18000TEU的马士基Triple E为研究对象,进行操纵性仿真计算,并与实船数据对比分析。为后续控制算法研究提供有效的被控对象仿真模型。 (2)对双舵双桨船舶在大洋航行条件下的航向控制进行研究。针对模型与外界干扰的不确定性,设计非线性迭代滑模控制算法(NISM),避免了对系统不确定项与未知干扰的估计,减少对精确模型的依赖性,抑制抖振。同时,在迭代滑模算法的基础上引进神经网络方法增强控制器的自适应性,进行参数优化,以加快响应速度。 (3)考虑在海流等干扰下,对双舵双桨船舶的直线航迹跟踪控制进行研究。采用非线性迭代滑模控制算法,对船舶航迹横向偏差进行镇定。并使用神经网络对参数进行优化控制,提高双舵双桨船舶的跟踪性能,增强鲁棒性,并分析海流对航行的影响。 (4)采用Matlab软件,以马士基Triple E级船舶为研究对象进行航向与航迹的仿真实验,仿真结果表明,本文设计的控制器能有效地应对外界干扰和模型本身的不确定性,均能达到预期控制目标,比较符合船舶实际航行的操作。 |
| 作者： | 吴红欣 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 郭晨 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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