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船舶模糊自整定环境最优动力定位控制器设计与仿真研究
| 论文题名： | 船舶模糊自整定环境最优动力定位控制器设计与仿真研究 |
| 关键词： | 船舶数学模型;环境最优动力定位控制器;模糊自整定;仿真分析;Matlab软件 |
| 摘要： | 船舶动力定位系统是一种闭环控制系统,在不借助锚泊系统的情况下,不断检测出船舶的实际位置与目标位置的偏差,再根据风、浪、流等外界扰动力的影响计算出使船舶恢复到目标位置所需推力和力矩的大小,并对船舶上各推进器进行推力分配,使各推进器有效地产生相应的反力和反力矩去抵抗作用在其上的外界环境力和力矩,最终使船舶或海洋平台实现定点控制、跟踪控制等不同作业功能。 环境最优动力定位控制策略是指通过控制器的作用使得船舶达到并保持在环境最优艏向,同时实现定点控制等不同功能。国内外相关研究工作表明,由于环境最优动力定位控制策略在达到最优艏向后减少了侧向推进器的使用,使其具有显著的节省耗能、减少氮氧化物/硫氧化物排放、减少推进器机械磨损等功效。 本文首先简要介绍了国内外相关研究工作以及本文仿真研究用到的船舶数学模型,在此基础上完成了船舶环境最优动力定位控制器的设计与Matlab实现。仿真分析表明,设计的控制器实现了预期的控制目标、具有减少能耗降低排放的典型优势。为了改善动态与静态控制性能、充分发挥本控制策略的优势,对提出的环境最优动力定位控制器主要控制参数进行模糊自整定。 通过大量的仿真结果表明,添加了参数模糊自整定环节形成的模糊自整定环境最优动力定位控制器不仅相较于传统动力定位控制器实现了节能减排、降低机械磨损的优势,并且比未添加参数自整定环节前具有更为优越的动态与静态控制性能、动力定位系统经济性、安全性都得到了改善。 |
| 作者： | 宋健 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 杜佳璐;孙玉清 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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