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船舶气动式抗横倾系统的自抗扰控制研究
| 论文题名： | 船舶气动式抗横倾系统的自抗扰控制研究 |
| 关键词： | 气动抗横倾;船舶横倾运动;数学模型;自抗扰控制;参数整定 |
| 摘要： | 船舶抗横倾控制与船舶在港作业与海上航行的安全性能密切相关，随着航运行业的不断发展和进步，尤其是未来的智能船舶对船舶操纵性、安全性提出的新挑战，船舶抗横倾系统自动控制策略的研究与应用是非常重要的研究课题。本文针对不确定非线性船舶抗横倾控制问题，以船舶气动式抗横倾系统为被控对象，重点开展自抗扰控制技术及其在船舶抗横倾中的应用研究。 首先对船舶抗横倾装置的结构、工作原理进行详细分析。通过船舶横倾运动的静力学与动力学分析，建立了船舶横倾运动的数学模型。在静力学分析时，重点研究了载荷移动对船舶横向浮态的影响以及载荷装卸对船舶横向浮态的影响;在动力学分析时，重点研究了船舶在突变力矩的作用下的运动过程。 然后，针对不确定非线性船舶抗横倾控制问题，对自抗扰控制技术进行了深入分析，详细地讨论了从经典PID控制到非线性PID控制、再到自抗扰控制的发展历程。以二阶自抗扰为例，对自抗扰控制律中各个组成部分的原理及算法进行了分析与介绍，并给出了自抗扰控制律的具体离散控制算法。对自抗扰控制器的众多参数进行了讨论与分析，基于自抗扰控制技术的原理以及实际应用情况，给出了一套实用的参数整定方法。基于船舶气动式抗横倾系统，设计了一种自抗扰控制器，用来改善控制系统的性能。最后，通过一系列的仿真测试，将自抗扰控制器与经典PID控制器以及非线性PID进行了对比，验证了自抗扰控制器在船舶横倾运动控制中的优良性能。 |
| 作者： | 刘昆 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 李晖;刘承民 |
| 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 |
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