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具有设定航向平滑的非线性鲁棒船舶自动舵算法
| 论文题名： | 具有设定航向平滑的非线性鲁棒船舶自动舵算法 |
| 关键词： | 船舶航向;动态设定;非线性控制;鲁棒自适应系统;自动舵算法 |
| 摘要： | 船舶航向控制实际上应区分为两类控制问题：在航向设定值不变时进行航向保持和在设定航向变化时进行航向跟踪。实际上对这两种控制应该采取不同的控制策略，但为简化起见，通常只用一种控制律，不过这样对大角度航向保持的效果不理想。为了改善这种状况，本文采用一种动态的航向设定方法对设定航向进行平滑，其基本思想是开始时让动态设定航向始终领先实际航向一个固定值，直到趋于设定航向。该方法可以减少动态航向误差，并对控制过程起到平滑作用，减少超调。 本文的控制系统针对响应型非线性船舶运动数学模型，基于精确反馈线性化和闭环增益成形算法设计出非线性鲁棒控制器。对于该系统，本设计首先采用常规算法进行航向的动态设定，为改善系统性能，进一步采用模糊推理的变设定航向方法进行研究。 本文采用MATLAB的Simulink工具箱对系统进行仿真，为提高仿真的可信度，增加风浪干扰的非线性模型，并通过编写S函数来实现。本研究针对不同海况分别对设定航向未加平滑、采用常规算法进行动态航向设定及采用模糊算法进行变航向设定三种情况进行对比仿真研究。通过观察输出曲线，首先可以看到设定航向加入平滑后航向保持效果很理想，并且在大角度转向时能够快速跟踪设定航向。再通过对常规算法和模糊算法设定动态航向仿真结果的对比，发现采用模糊推理得到的变设定航向方法系统性能更好。 |
| 作者： | 姜日凡 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 张显库 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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