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模糊控制技术在海缆作业船动力定位的应用研究
| 论文题名： | 模糊控制技术在海缆作业船动力定位的应用研究 |
| 关键词： | 模糊控制技术;海缆作业船;动力定位;仿真结果 |
| 摘要： | 2000吨海缆作业船主要担负我国近海海域内海底光缆及小型海底电缆/光电复合缆的布放、埋设和维修等任务。动力定位系统具有优良的航迹控制、稳定的定点控制和先进的跟踪控制等性能优点,能满足海缆施工和维修过程中要求的精确性和稳定性,确保水下作业的安全性与可靠性,因此,确定该型船安装动力定位系统。本文以该型船为对象,旨在设计一套动力定位控制系统,用于控制该型船,使其推进系统产生必要的纵向、侧向推力和回转力矩,达到抵御外部干扰力的目的,实现在指定的海域位置进行海缆施工和维修作业。本文首先提出了以水下作业系统为中心的综合动力定位概念,并针对此概念,论证提出了2000吨海缆作业船动力定位系统的配置方案。接着,在分析经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论在动力定位控制技术应用的基础上,充分考虑了模糊控制有不依赖于对象的精确数学模型、抗干扰能力强、响应速度快、鲁棒性好等特点,并结合2000吨海缆作业船实际,选用了模糊控制作为该型船动力定位系统控制器。最后,运用模糊控制理论设计了该型船的动力定位控制系统,并将此控制器置于风速10m/s、海流1.5m/s海况条件干扰下进行仿真,仿真结果表明,该设计能够满足该型船在作业时所需的控制精度要求。为弥补模糊控制器在平衡点附近出现的盲区缺陷,本文引入PID控制环节,与模糊控制器联合构成F-PID复合控制器,基于该控制器设计了2000吨海缆作业船的动力定位控制系统,同样将此控制器置于上述海况条件干扰下进行仿真,仿真结果表明,该设计能够满足该型船在作业时所需的控制精度要求。上述两个控制器仿真结果对比表明,F-PID复合控制器比单个的模糊控制器具有更高的稳态精度。 |
| 作者： | 孙俊 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 张裕芳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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