基于双级模糊控制器的船舶操纵运动控制系统

针对船舶航向控制系统，要求既有快速而又平稳的回转性，又有准确无误的航向保持性，用常规的模糊控制器控制时，难以同时满足大角度转向控制和小角度航向保持的性能要求．文中提出用两级模糊控制器构成了一个既具有可靠性、实用性，又具有良好的船舶向控制性能的模糊控制系统．此种可快速切换的双级模糊控制器系统与优化后的ＰＩＤ控制系统相比，不仅使船舶转向时动态响应快，超调量小；而且在航向保持阶段，航向的稳定性也更优。     

基于模糊控制理论的船舶动力定位系统的研究

本文建立了船舶定位系统的数学模型,并设计了系统的模糊控制器。通过仿真得出如下结论:基于Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型设计动力定位船舶控制器响应时间,上升时间短,超调率低,具有一定的抗干扰能力,有较强的鲁棒性,具有良好的控制品质。     

神经模糊系统在船舶危险度中的应用

在海上交通工程学的最新研究成果的基础上，提出了用一种神经模糊系统计算船舶碰撞危险度的方法．利用人工神经网络的优势，将模糊系统构造成一种神经网络系统，可有效地解决船舶智能避碰系统中模糊规则难以获得的问题．通过实验仿真，系统获得了较为满意的数据．     

船舶运动控制研究

首先对船舶运动控制研究中存在的问题进行了分析，认为其研究中主要存在三方面的问题，即用于控制器设计的模型存在不确定性问题、控制器设计模型的非线性问题和执行机构的问题，针对这些问题，利用鲁棒控制和鲁棒自适应控制理论，提出了解决这三方面问题的控制策略，经仿真研究证实其控制效果是令人满意的。     

基于混合遗传算法优化的舵减摇模糊控制系统

将混合遗传算法应用于船舶舵阻摇，充分发挥了模糊逻辑、神经网络和遗传算法各自的优势．采用模糊系统的自适应变节点的神经网络学习模糊神经网络参数，从样本数据中获取模糊控制规则，弥补了各自的不足．仿真结果表明上述算法为改进船舶舵阻摇效果提供了一个有效途径．     

船舶航向非线性系统的模糊神经网络智能控制器设计

船舶航向控制系统具有典型的非线性和不确定性特性，并受自动舵执行能力的约束，这使得作为船舶智能化基础的航向控制极具挑战性。首先分析了船舶航向运动特性，给出带有舵约束的航向运动非线性数学模型；然后以模糊神经网络为控制器结构，在噪声加入和参考轨迹设置算法的支持下使用遗传算法对控制器参数进行自动搜索和优化，设计一种船舶航向智能控制器；最后对航向控制进行仿真。结果表明，所设计的航向智能控制器对船舶参数摄动和扰动具有良好的鲁棒性能。     

船舶嵌补管测量制造系统研究

针对船舶制造过程中人工样杆取样管工艺比较繁复的问题，提出了上船一次安装成功的新技术，即采用一次用“活络样杆”上船测量，给出加工小票，进行弯管加工，并使用“法兰定位器”进行管子法兰点焊定位、焊接及表面处理等，从而构成船舶嵌补管测量制造系统．文中还介绍了该系统中管形测定器的数学模型、测量机构和法兰定位器的理论模型及法兰安装机构，并探讨了其应用流程．     

船舶操纵运动的模糊自适应控制系统

船舶操纵运动控制过程中,由于转向角度可任意设置,系统的航向偏差和偏差变化率有时可能会很大。本文在进行船舶操纵运动模糊控制设计中,为使系统工作平稳,研究了一种根据系统工作过程中的偏差和偏差变化率自动校正比例因子的算法,以实现船舶航向自适应控制。同时为满足系统的稳态性能,该系统中不宜采用模糊了ＰＩ控制器。仿真结果显示了该系统设计的合理性。     

基于模糊算法的船舶锚机自动控制的研究

船舶锚机控制是十分复杂的，所以到目前为止，仍然采用手动控制，若采用常规控制方法，很难写出其数学模型，为实现对船舶锚机的自动控制，文中提出用模糊算法实现对起锚5个阶段的模糊识别，并用绕线式电动机和转子电阻调节器实现锚机的无级调速。     

快速船与一般船舶在航行和安全上的关系

快速船经过几年的发展，它与一般船舶在航行和安全关系上的处理越来越迫切。文章对船舶存在的现状和船舶本身性能方面的问题进行了阐述，并认为解决快速客船与一般船舶共存航行和安全上的矛盾，应处理好三个问题；１．航道状况和客流关系；２．船舶设计和检测问题；３．船员培训，提高素质问题。     

基于反馈线性化的船舶航向保持模糊自适应控制

针对诺宾（Norbin）非线性船舶模型,基于反馈线性化方法和由径向基函数（RBF）神经网络构建的模糊系统的逼近能力,提出了基于反馈线性化的船舶航向保持模糊自适应控制算法。运用泰勒级数展开的线性化技术,使模糊系统的所有参数均可实时调节,引入了鲁棒控制消除模糊逼近系统带来的误差,在李雅普诺夫稳定性理论的基础上导出了自适应控制率。该算法可以确保闭环系统渐近稳定,使系统的模型跟踪误差为0,优于传统的PID控制策略,具有良好的自适应能力。     

Robust Fuzzy Sampled-Data Control for Dynamic Positioning Ships

A robust H∞sampled-data stabilization problem for nonlinear dynamic positioning(DP) ships with Takagi-Sugeno(T-S) fuzzy models is discussed in this paper. Input delay approach is used to convert the sampleddata DP ship system to a fuzzy system with time-varying delay. Adequate conditions are derived to determine the system's asymptotical stability and achieve H∞performance via Lyapunov stability theorems. Then, the fuzzy sampled-data controller is obtained by analyzing the stabilization condition. Simulation result shows that the proposed method and the designed controller for a DP ship are effective so that the DP ship can maintain the desired position, heading and velocities in the existence of varying environment disturbances.     

基于AHP和模糊评价的船舶异常行为研判

商船和绝大部分大中型渔船都安装船载AIS、北斗卫星定位和通信终端,产生大量船舶航行数据,主要包括航行速度、轨迹、位置等参数,这为研究船舶异常行为研判提供可能性.从运动异常、位置异常、AIS设备异常和其他参数异常四个角度考虑,构建船舶异常行为评价指标体系,运用层次分析法(AHP)获得各个层次指标的权重系数,应用模糊综合评...     

船舶航向非线性系统的输出反馈鲁棒控制

考虑船舶航向控制系统模型中存在非线性，假设模型参数和外界干扰有界的情况下，首先利用Lyapunov稳定性模型，提出了一种状态反馈鲁棒控制新算法的自动舵设计，进而考虑到实际船舶上，在进行航向控制时，并不是所有船舶运动状态都是可测的，仅有航向是可测的，采用一种高增益状态观测器对状态进行重构，提出了输出反馈鲁棒控制自动舵设计，以大连海事大学远洋实习船“育龙轮”为例，进行了输出反馈鲁棒控制自动舵设计，并利用Matlab工具箱进行了仿真研究，结果证明该算法是十分有效的。     

基于模糊线性模型的舵减横摇广义预测控制

舵减摇技术是一项新的减摇技术,通常其控制器设计所用的舰船模型为通用线性模型,对实际上为非线性被控对象的控制性能要下降.文中依据非线性舰船模型,应用模糊神经网络简化出适应于舵减横摇控制器设计的模糊线性模型,并设计了广义预测控制器.在典型航行工况下进行系统仿真.仿真结果表明,针对模糊线性模型和通用线性模型,用同一种方法与参数设计的2个控制器,前者的减摇率可达到40.70%,要高于后者的25.38%.仿真证明了模糊线性模型的可用性.     

船舶航向非线性系统的动态面控制

针对船舶航向控制非线性系统模型中存在的不确定性和外界干扰的影响,采用动态面控制算法设计了一种航向控制器。由于在反步法设计过程中加入了一阶低通滤波器使得该方法无需对模型非线性多次微分,因而设计方法简单,所设计的控制器能够保证闭环系统的半全局渐近稳定,使得输出渐进跟踪期望轨迹。数字仿真结果表明,控制系统对给定航向的跟踪具有良好的动态特性,对系统的不确定性,具有较强的鲁棒性。     

基于自适应动态面的航向跟踪控制器设计

针对船舶航向控制非线性系统模型中存在的不确定性和外界干扰的影响,采用动态面控制算法设计了一种鲁棒自适应控制器。由于在反步法设计过程中加入了一阶低通滤波器使得该方法无需对模型非线性多次微分,因而设计方法简单。所设计的鲁棒自适应控制器不仅能保证闭环系统的半全局渐近稳定,使得输出渐进跟踪期望轨迹;而且,跟踪误差可以通过控制器的设计参数加以调整。以中远集装箱船COSCO Shanghai号为例进行仿真研究,结果证明所设计的控制器是有效的。     

保吸引子的鲁棒舵减横摇

为满足单舵或联动双舵结构设计舵减摇控制时的单输入要求,使控制器对海浪的扰动具有鲁棒性,针对一类受到持续扰动的系统,提出了保吸引子扰动抑制控制概念.结合反步设计方法、Barbalat引理和Lyapunov分析方法,通过求解代数Riccati方程,得到了该系统的标量自适应鲁棒控制器;将受控系统的状态抑制在一个有界的吸引子内,利用线性矩阵不等式给出吸引子最小化的判据,优化了扰动抑制控制.以渔政船1500HP在小风浪中的弱混沌横摇现象为例,用本文设计的扰动抑制控制器作为操舵力矩进行混沌横摇控制,通过数值仿真验证了保吸引子扰动抑制控制的效果.结果表明:保吸引子控制器使横摇系统的状态快速收敛,并将其抑制在预设的吸引子内,优化吸引子控制器能使吸引子进一步压缩.