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船舶横遥运动及减摇鳍控制系统的仿真研究
| 论文题名： | 船舶横遥运动及减摇鳍控制系统的仿真研究 |
| 关键词： | 海浪仿真;船舶横摇运动;船舶减摇鳍;PID控制;模糊控制;单神经元控制 |
| 摘要： | 船舶减摇鳍作为一种成熟而有效的减摇装置已被越来越广泛地应用于各类型的船舶上。减摇鳍在提高船舶耐波性、保证设备的正常运行和乘员的舒适性、提高船舶的适航性等方面发挥了重要的作用。 本文以船舶减摇鳍控制系统为研究对象,对在不同海况下船舶的横摇运动及减摇鳍控制算法做了深入的仿真研究。 本文根据随机波浪理论,从波能谱的角度,分析了随机波浪的构成,利用等间隔法构造了船舶横摇运动仿真中需要的波倾角模型,并根据实际船舶型宽和吃水深度进行了修正,建立了随机海浪的仿真模型并在Matlab中进行了仿真。 通过对船舶横摇运动受力分析,根据船舶横摇运动的特点,建立了船舶线性横摇运动的数学模型,结合大连海事大学教学实习船“育鲲”号实际参数,建立了其在不同航速下的横摇运动模型,并对“育鲲”号在不同海况下的横摇运动进行了仿真研究,给出了船舶开环横摇曲线。 讨论了船舶减摇鳍减摇原理及其控制系统的构成,分析了减摇鳍各环节的数学模型,并对船舶减摇鳍PID控制进行了仿真研究,仿真结果表明PID控制器在特定海况下的减摇效果基本上是令人满意的。针对船舶装载条件的复杂性及海洋环境的不确定性,本文结合模糊控制和PID控制的优点,设计了船舶减摇鳍模糊积分混合控制器,在不同海况下进行了仿真研究,结果表明其减摇效果是令人满意的。 本文利用模糊控制的特点,设计了可在线整定参数的船舶减摇鳍模糊自整定PID控制器,实现了在不同海况下能在线整定PID的参数,达到优化控制效果的目的,在Simulink中仿真验证了其有效性。 本文利用神经网络自适应特点,设计了船舶减摇鳍单神经元控制器,并在不同海况下进行了仿真研究,仿真结果表明,减摇鳍单神经元控制器可以适应不同的海况,且减摇效果是比较理想的。 |
| 作者： | 江同洋 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 郭晨 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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