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基于模糊滑模PID的欠驱动船舶航迹控制
| 论文题名： | 基于模糊滑模PID的欠驱动船舶航迹控制 |
| 关键词： | 欠驱动船舶;直线航迹控制;模糊控制;滑模控制 |
| 摘要： | 船舶运动控制可以通过设计合理的控制算法，达到缩短航行时间，节省能源等的目的，因此具有重要的研究意义。 本文意在针对欠驱动船舶的非线性，易受外界干扰影响的特点以及PID控制中参数物理意义不明显，容易相互影响不利于参数调节的缺点，结合滑模控制与模糊控制的优势，提出了模糊滑模PID的控制算法。该算法可以简化被控系统，不需要对被控对象建立完整的数学模型且参数模糊整定过程中相互影响较小，同时受外界干扰影响也较小，在此基础上可以很好的优化船舶直线航迹控制；在直线航迹控制设计过程中，通过分析双曲正切函数参数的物理意义，提出了利用模糊控制优化双曲正切函数的控制算法，该算法可以根据反馈信号不断调整船舶行驶曲线，达到缩短航行时间的目的。 本文的实验均是在MATLAB的SIMULINK仿真平台进行的，船舶模型的建立为了更加的贴合实际选择MMG模型。通过仿真实验的对比分析得出：通过航向控制的验证可以证明所设计的模糊滑模PID控制器有着可以加快响应速率，无超调，操舵频率较小并且具有一定的抗干扰能力的优点，为下一步的航迹控制提供有利条件；在直线航迹控制阶段，使用模糊控制调整双曲正切函数的仿真结果相比于直接使用双曲正切函数的情况有着更快的响应速率，完成位置收敛与航向收敛的时间更短，并且有着较好的鲁棒性，控制优势相对明显。 |
| 作者： | 李新宇 |
| 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： | 2021 |
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