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船舶动力定位系统控制策略研究及应用
| 论文题名： | 船舶动力定位系统控制策略研究及应用 |
| 关键词： | 耙吸挖泥船;动力定位系统;仿真分析;控制策略 |
| 摘要： | 本文以某大型耙吸挖泥船为研究背景,结合实际应用功能针对定点定位(DP)和动态循迹(DT)两种工作模式下的控制策略进行系统的探讨和研究,本论文研究具有明确的工程应用背景和实用价值,其主要内容包括以下几个方面: 根据模拟仿真和实船试验两种不同情况介绍大地坐标系和随船坐标系之间的转换问题;围绕船舶动力定位系统中的控制器设计问题,研究分析船舶操作3自由度的运动学和动力学数学模型,并针对耙吸挖泥船DP-自动和DT-航行两种工作模式下建立DP和DT低频运动模型;同时为了抵抗风浪流对船舶的影响,对风浪流的干扰力也进行了建模。 针对耙吸挖泥船DP-自动模式,采用PID控制算法,并在此基础了进行了改进,增加了参考模型的结构,使船舶在海面上平移和转向的时候能够按照我们的设计匀速稳定的到达。该设计在模拟仿真和实船试验均取得了良好的控制效果。 针对耙吸挖泥船DT-航行模式,航迹控制分为直线航迹和转弯航迹两部分,采用LOS控制策略,速度控制采用带参考前馈的PI控制算法,艏向控制采用自动舵的形式,速度控制与艏向控制均增加了参考模型的结构。 针对挖泥船疏浚和抛泥过程中变吃水情况,系统模型参数处于不断变化状态,我们采用自校正PID控制算法来进行仿真分析,使其能够在线实时估计系统参数,并为下一步的实船应用作参考。 最后一章介绍了基于广义预测控制的动力定位控制器设计思想,分析了广义预测控制算法对比其他控制算法的优越性,并进行了MATLAB仿真,取得了较好的效果。 |
| 作者： | 卢佳佳 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 俞孟蕻 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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