带有舵机特性的船舶航向自动舵DSC-MLP设计

为了研究船舶航向非线性系统的自适应自动舵跟踪控制问题,采用T-S模糊系统逼近模型不确定性,将动态面控制与最少学习参数算法结合,提出了一种自适应模糊跟踪控制算法.该算法学习参数少、计算量小,易于工程实现;并且能够避免可能存在的控制器奇异值问题.同时,该算法保证了闭环系统的稳定性,能够使得航向跟踪误差任意小.仿真结果验证了控制器的有效性.

基于航向自动舵实船环境模拟的海浪扰动模型研究

以航向自动舵实船模拟环境的建立为背景,讨论了等效到舵叶舵角上的海浪扰动数学模型的建立,并通过仿真,分析了各种因素对海浪扰动的影响.

基于神经网络和L_2增益的船舶航向自动舵设计

对一类带建模误差和不确定性外界干扰的船舶运动非线性系统,提出了一种基于神经网络和L2增益方法的航向自动舵设计。对模型中的建模误差采用在线神经网络予以辨识和补偿,避免了建模误差界定函数的经验选择;而对不确定外界干扰力项则采用L2增益设计,保证了闭环跟踪系统的鲁棒性。控制器设计步骤应用Lyapunov函数递推法,航向跟踪误差和神经网络权值误差被证明是一致终值有界的。合理的控制器参数选择保证了控制系统的跟踪精度。数值仿真结果验证了控制器设计的有效性。

基于非线性PID的船舶航向自动舵设计

本文针对线性Nomoto船舶运动模型,讨论了一种非线性PID船舶航向自动舵的设计方法,该非线性PID船舶航向自动舵设计简单,在航向自动舵传统PID设计方法的基础上,串连一项非线性函数便可实现,设计过程中需要合理的构造非线性函数。本文以大连海事大学实习船"育龙"号为例进行仿真研究,仿真结果表明非线性PID型控制比传统的PID型控制具有优越的动静态性能,鲁棒性能好。

基于非线性反馈积分滑模控制的船舶航向自动舵设计

为设计一种节能并且鲁棒性强的船舶航向保持控制器,将非线性反馈算法与积分滑模控制相结合,设计非线性反馈积分滑模控制器用于船舶航向保持。非线性反馈积分滑模控制器建立在积分滑模控制器的基础上,利用非线性函数处理反馈误差,从而达到节能的作用。证明了积分滑模曲面的李雅普诺夫稳定性,并进行了仿真实验。从仿真结果可以看出,非线性反馈积分滑模控制在不影响航向保持精度的前提下,能够降低舵力,但是,船舶的横漂运动和转艏运动会受到影响。在设计非线性反馈积分滑模控制器的同时,分析了非线性反馈算法对船舶各状态的影响,对非线性反馈算法的进一步改进具有一定的参考价值。

考虑舵机特性的船舶航向自动舵动态面设计

针对船舶航向控制系统的非线性和不确定性,考虑舵机执行机构的特性,采用动态面方法设计了一种鲁棒控制律。该方法克服了传统后推方法设计时的复杂性,引入一阶滤波器降低求导阶数。仿真结果验证了所设计控制器的有效性。

智能积分型的船舶航向自动舵

针对常规PID自动舵中积分盲目、记忆了对航向控制不利的信息,导致超调增大、稳定时间延长的问题,提出了一种智能积分型PID自动舵;针对PID自动舵鲁棒性差的问题,采用了模糊控制,提出一种智能积分型模糊PID自动舵.这两种自动舵均应用智能积分控制,在船舶航向控制中的不同阶段采用不同的积分控制策略,通过特征辨识,仅保留有用信息,从而快速地消除了稳态误差.仿真试验证明这两种自动舵性能与原算法相比,性能改善,超调明显减小,稳定时间明显缩短.

带有舵机特性的船舶航向自动舵实用设计

为研究船舶航向非线性系统自适应自动舵跟踪控制问题,采用模糊系统逼近模型不确定性,将动态面控制与最少学习参数算法结合,提出一种自适应模糊跟踪控制算法.该算法只有1个学习参数,计算量小,易于工程实现,可避免可能存在的控制器奇异值问题.同时,该算法可保证闭环系统的稳定性,使航向跟踪误差任意小.仿真结果验证了控制器的有效性.

基于混合遗传算法的无人船自动航向控制方法

针对无人船航向控制提出了基于模糊及遗传算法的控制策略。考虑无人船航向控制及其具有的强非线性和不确定性,文章将基于智能策略和常规策略的无人船航向舵角控制作为主要控制框架。通过导引律计算期望的角度,并根据自主船的无人船航向控制动态模型进行分析。该模型考虑了舵和船舶推进系统的物理阈值,提出了一种适用于不同无人船航向控制的自适应控制算法,借助增益调度方法(GS),利用PID控制器和遗传算法(GA)对不同的操作点进行全流程的混合遗传算法(GS-PID-GA)优化。通过将真实数据比例缩小进行模型试验,并与传统控制方法进行比较,验证了所提控制方法的有效性。