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原文传递动力固定浮桥的变结构控制研究

论文题名：	动力固定浮桥的变结构控制研究
关键词：	动力固定浮桥;变结构控制系统;蚁群优化算法;非线性开关切换控制;动力学模型
摘要：	本文在分析了动力固定浮桥自身的运动特性及其在河流中使用时所受干扰的基础上，结合多刚体动力学建模的理论知识，建立了浮桥在受到水流和风等干扰下的动力学模型，并根据浮桥的实际控制需要，将其进一步简化为实际控制需要的动力学模型。浮桥本身是一个复杂的多刚体系统。若在不确定外力的干扰下，很难实现精确的位置固定。而变结构控制非线性开关切换控制的本质，非常适于解决复杂系统的控制问题。此外其滑动模态具有的对系统内部参数变化和外部干扰具有不变性的显著优点。因此在解决有强烈干扰存在的复杂系统的控制问题时，变结构控制自然成为一种有效的方法。在建立了动力学模型的基础上，将变结构控制方法应用于动力固定浮桥在河流中的位置固定中。首先根据变结构控制的控制原理，结合本论文的具体研究对象，设计了浮桥动力固定系统的变结构控制器。在设计变结构控制器时采用了趋近律滑动模态的切换模式。接着对浮桥动力固定系统进行了数学仿真，并对仿真结果进行了分析，仿真结果验证了本文所建立的浮桥动力学模型的可靠性和有效性。最后，针对变结构控制固有的抖振问题，设计了带边界层的变结构控制器，消除了系统的高频抖振。最后，为了避免在调试系统参数时的盲目性，用蚁群优化算法进行了变结构控制参数优化。根据得到的优化控制器，再次进行了数学仿真研究。仿真结果表明：一方面，本文所建立的浮桥动力学模型能够较为真实地反映出浮桥在河流中的运动状态；另一方面，本文所设计的变结构控制系统具有良好的控制效果，对抵抗水流和风等的干扰，实现浮桥在河流中的精确动力固定非常有效。
作者：	祖全达
专业：	控制理论与控制工程
导师：	张晓宇
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2008
正文语种：	中文