基于小波降噪的数据融合理论在升力反馈控制减摇鳍中的应用

在升力反馈控制减摇鳍伺服系统中采用升力/鳍角综合控制方法,修正升力反馈检测信号.构建基于小波降噪的数据融合模型,它综合升力、鳍角传感器的不同频带信息,消除信息之间的冗余和矛盾,利用信息之间的互补来获得对升力信号相对完整一致的描述.通过分析仿真结果,应用数据融合模型的控制系统在各种海况下都能够达到良好平稳的减摇效果.

升力反馈控制减摇鳍系统

对减摇鳍的静态、动态水动力特性进行了分析研究,指出影响鳍的动态升力特性的本质原因。讨论了传统的鳍角反馈减摇鳍设计原理存在的问题,指出鳍角反馈在运动过程中不能正确反映鳍的动态水动力特性。在鳍角反馈的基础上,提出了升力反馈控制方式,通过直接测量鳍上的动态升力作为系统的反馈信号。以某型船的减摇鳍设计参数为参考,采用升力反馈控制,以必要的工程条件为限制条件,进行了角度反馈控制与升力反馈控制的对比仿真试验研究。仿真结果对比显示升力反馈控制可以有效弥补鳍角反馈控制方式存在的控制偏差,使减摇鳍系统的综合减摇能力得到显著提高。

升力/鳍角综合控制减摇鳍的研究

理论上升力反馈控制减摇鳍可屏蔽鳍角反馈控制减摇鳍在鳍角与升力计算中的映射误差,但在实际应用中,升力鳍系统的升力检测问题和传感器的安装问题存在一些技术难点,并不能达到理论上的减摇效果。升力/鳍角综合控制减摇鳍系统应用了信息融合技术,综合了升力和鳍角传感器所提供的局部信息,消除信息之间的冗余和矛盾,利用信息之间的互补来获得对升力信号的相对完整一致的描述。建立了系统的模型,并用该控制方法对系统的融合和减摇效果进行了仿真。结果表明,这种控制系统在各种海况下都能达到减摇要求,而且减摇性能也好于单独使用鳍角反馈和升力反馈的控制系统。

全航速升力反馈减摇鳍控制策略研究

提出全航速减摇鳍控制策略,对低航速和中航速切换策略进行研究.采用升力反馈封装鳍角到升力的不确定性,避免在零航速和低航速下复杂的控制规律;同时,基于T-S模型将横摇非线性不确定系统转化为线性时变系统,并将控制中的约束非线性优化问题转化为二次规划问题,避免了预测控制中的非线性优化在线求解.以某船为例,给出了低中航速的切换控制策略,仿真结果表明了该方法可以使减摇鳍满足全航速减摇要求.

升力测量技术在减摇鳍控制系统中的应用

基于升力反馈控制减摇鳍系统,分析升力测量原理及所存在的非线性特性,并在升力控制减摇鳍伺服系统中采用升力/鳍角综合控制减摇鳍控制方法,修正升力反馈信号的检测问题.构建基于小波降噪的数据融合模型,该模型综合升力、鳍角传感器不同频带信息,消除信息之间的冗余和矛盾,利用信息之间的互补来获得对升力信号相对完整一致的描述.仿真结果表明,应用数据融合模型的控制系统在各种海况下均可达到良好平稳的减摇效果.