原文传递
具有事件触发机制的船舶路径跟踪鲁棒自适应控制
| 论文题名： | 具有事件触发机制的船舶路径跟踪鲁棒自适应控制 |
| 关键词： | 欠驱动船舶;路径跟踪;事件触发控制;鲁棒控制;复合神经学习;神经网络 |
| 摘要： | 随着智能控制技术的发展，智能化、自主化、精准化的船舶路径跟踪控制算法已成为船舶工程领域研究的关键问题。在理论设计和工程实践中，对于提升路径跟踪精度、利用有限的通信资源以及应对未知的执行器故障等问题提出了新的要求。因此，本文针对存在系统不确定性及未知执行器故障的欠驱动船舶，研究了具有事件触发机制的路径跟踪鲁棒自适应控制算法。本文的主要成果可以总结为以下两个方面。 （1）具有事件触发输入的船舶路径跟踪鲁棒自适应控制算法。针对具有系统不确定性和未知执行器故障的欠驱动船舶，设计了一种具有事件触发机制的自适应容错控制算法。基于相对阈值技术设计简捷事件触发机制，以减少控制器到执行器之间的通信负载。为提升自适应补偿效果，建立串并联估计模型获得预测误差，从而构造复合神经网络权值和复合自适应参数，并利用控制输入中双曲正切函数稳定自适应误差。试验结果表明，相对于现有的基于时间触发的路径跟踪算法，该算法在减少通信负载的同时，能够有效地处理执行器故障。 （2）基于输出触发机制的船舶路径跟踪鲁棒自适应控制。为进一步减少船舶通信网络的传输负载，提出了一种基于船舶系统输出的事件触发控制算法来执行船舶路径跟踪任务。该算法根据运动学误差信号的幅值变化设计了一种简捷的事件触发机制，船舶状态信息和控制输入仅在触发时刻更新。因此，该方案可以降低传感器到控制器之间的通信负载，这对于实现船舶无人自主航行具有重大意义。另外，设计自适应容错观测器来处理未知的执行器故障，为执行器故障引起的摄动提供更精确的修正方法。该方案能够保证船舶控制系统在多种故障同时发生的复杂情况下的鲁棒性和稳定性。试验结果表明该算法具有良好的跟踪精度、较低的通信负载和高效的容错能力。 本文研究的事件触发路径跟踪鲁棒自适应控制算法，有效地减少了船舶通信负载并解决了未知的执行器故障问题。该研究提高了船舶自主航行的可靠性，为船舶安全航行提供了保障，对促进船舶工程应用发展具有重要意义。 |
| 作者： | 褚生甲 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 张国庆 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
