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重构控制技术在船舶减摇中的应用研究
| 论文题名： | 重构控制技术在船舶减摇中的应用研究 |
| 关键词： | 船舶减摇控制系统;可重构控制;伪逆法;不动点法 |
| 摘要： | 船舶减摇控制系统的容错性和可靠性是确保船舶安全出海作业和返航的一个重要因素。当减摇鳍由于各种因素影响而发生故障时，船舶减摇控制系统应能够依据故障特性和损伤特性快速调整控制策略并实现控制系统的重构，这对于确保船舶继续完成出海作业任务及安全返航有着很重要的意义。因此，本文研究提出了一种基于伪逆法与不动点法结合的控制分配的重构控制系统，并对该系统进行了分析研究。 本文研究的主要内容包括:首先阐述本文的研究目的和意义，介绍重构控制技术的国内外发展历史和现状，将常见的重构控制方法进行分类论述，同时论述船舶减摇国内外发展历史和现状。其次分析船体所受到的外力及力矩分析，建立船舶运动动力学模型，利用海浪波能谱密度，建立海浪干扰数学模型，对建立的数学模型进行仿真验证。然后分析减摇控制系统可重构控制的要求和条件，分析总结常见的操纵面典型故障。最后依据研究的船舶为多伺服冗余控制系统的特点，和采用控制分配技术进行冗余控制系统设计的优越性，研究基于伪逆法与不动点法结合的控制分配的重构控制算法，设计出一套实时性良好、运算量较小、便于实现应用、满足作动器约束条件的减摇重构控制方法，针对减摇鳍发生不同故障情况下设计出不同重构控制策略。同时对设计的减摇重构控制系统进行不同海况下减摇性能仿真验证，仿真结果表明:基于控制分配设计的船舶减摇重构控制系统能较好的协调分配控制多操纵面，在减摇鳍发生各类故障情况下能有效保证系统的减摇能力。 |
| 作者： | 杨武斌 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 吉明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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