原文传递
铺缆船作业过程中的循迹控制方法的研究
| 论文题名： | 铺缆船作业过程中的循迹控制方法的研究 |
| 关键词： | 铺缆船;数学模型;循迹控制方法;自整定模糊PID算法 |
| 摘要： | 铺缆船是用于铺设或维修海底电缆和电缆的专用工程船。铺缆船在铺缆作业中必须进行循迹控制,才能保证铺缆船按照指定的路由进行作业,动力定位系统是铺缆船实现精确铺缆的核心装备。本文建立了铺缆设备和铺缆船的数学模型,并针对铺缆船在拖拽埋设犁进行近海铺缆作业过程中的循迹控制方法进行了研究。 首先,本文介绍了铺缆系统的结构,并对铺缆作业的作业环境进行了合理的假设,为之后的设备及船舶模型的简化打下基础。而后,对在铺缆过程中埋设犁受到的海底土壤摩擦阻力的数学模型做了重点研究,以实际埋设犁的数据为基础,获得了埋设犁运动模型,并进行了仿真,同时还介绍和简单分析了拖链运动和受力的数学模型。为铺缆船模型的建立和控制方法的研究打下基础。 其次,以实际的某近海供应船为基础,其参数与中型铺缆船相似,且为典型的动力定位船。通过合理假设,考虑了埋设犁对铺缆船的纵向运动的影响,建立了铺缆船低速运动的数学模型,并仿真验证了模型的合理性。同时针对与动力定位船息息相关的推进系统进行了研究,得到了动力定位铺缆船推进器的动力限制。本文还建立了环境干扰力的数学模型。 最后研究了航迹规划的方法,使用参考模型来产生平滑的航迹,使用LOS方法计算航迹偏差及艏向偏差,提出了直接式铺缆船作业的循迹控制策略,并设计循迹控制算法。控制算法中根据实际推进器的限制设置了推力饱和单元,用以限定铺缆作业的速度。铺缆船循迹控制包括航停和循迹两种模式,本文针对这两种模式的控制方法分别进行了研究,并设计了PID控制参数和自整定模糊PID循迹控制算法,通过仿真分析证明所设计的控制算法具有良好的控制校果。 |
| 作者： | 张爱华 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 丁福光 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
