基于反馈线性化与闭环增益成形的减摇鳍控制

根据减摇鳍系统的非线性数学模型,设计了一种具有鲁棒性的非线性控制器。通过采用精确反馈线性化方法将减摇鳍系统的非线性模型线性化,然后用闭环增益成形算法设计出非线性鲁棒控制器。用Matlab的Simulink工具箱分别对相同海况下未进行减摇控制、已设定航速及航速减半状态时采用减摇鳍控制的非线性数学模型进行仿真。仿真结果表明,该控制策略对于减摇鳍非线性控制系统是十分有效的,特别是鲁棒性能令人满意。算法的设计过程简单,物理意义明显。     

减摇鳍自适应控制

本文提出了限幅条件下的广义自校正调节器的新算法,作为减摇鳍的自适应控制方案,并建立了横摇扰动数学模型以及减摇鳍系统的CARMA模型。对不同的控制方案,在三种海情下进行了数字仿真比较,结果表明:本文的控制方案有较好的减摇效果。 以单片机为基本控制部件,结合某船的横摇模拟台进行了联机运行。文中叙述了减摇鳍自适应控制器设计中应考虑的几个实际问题,并给出了两种海情下联机运行的结果.     

基于遗传算法的减摇鳍-被动水舱综合平衡系统最优控制器研究

综合减摇鳍与被动减摇水舱2种减摇装置的优缺点,采用一种优良的全航速下的减摇方案-减摇鳍-被动水舱联合综合减摇装置,在此基础上建立船舶-减摇鳍／水舱系统的数学模型。针对系统数学模型的复杂性,并考虑实际应用,采用遗传算法进行了PID控制器参数的寻优。同时,结合实船进行仿真,对仿真结果进行了分析。分析结果表明,基于遗传算法设计的综合系统控制器可以满足系统要求,为综合系统的实际应用提供理论依据。     

基于动态反馈线性化的海洋机器人近水面横摇减摇控制

海洋机器人在近水面低速航行时,在海浪干扰下将产生横摇运动,严重影响机器人安全性能,因此利用零航速减摇鳍系统对横摇运动加以有效控制.针对机器人非线性运动模型及零航速减摇鳍升力模型的特点,利用动态反馈线性化方法设计横摇减摇控制规律.该方法通过将原系统扩展为含有伪状态变量的新系统,实现系统线性化,解决由减摇鳍升力模型引起的系统非线性形式控制输入的问题.理论证明及仿真结果表明该横摇控制规律是稳定有效的.     

基于永磁同步电机的零航速减摇鳍伺服系统研究

现有的船舶零航速减摇鳍都采用液压伺服系统，但是存在许多缺点。为了克服这些缺点，探索了电伺服系统在零航速减摇鳍上的应用。根据零航速减摇鳍的负载特性和对驱动能量的要求，选择了适合该系统的驱动电机和主电路形式。按照从内环到外环的顺序确定调节器的形式和参数。为了减小负载扰动的影响，设计了适合该系统的非线性PID调节器，并提出了一种实用的参数整定方法。在Matlab平台上对该伺服系统进行仿真，仿真结果表明，系统动态性能良好，完全满足零航速减摇鳍的要求。     

减摇鳍/水舱联合减摇系统模糊自适应滑模控制

针对减摇鳍和被动式减摇水舱设备在不同航速下的减摇特点,建立了船舶减摇鳍/水舱联合减摇系统的横摇数学模型。结合模糊自适应控制良好的逼近特性和滑模控制算法对扰动和模型参数变化的不灵敏性,设计了减摇鳍/水舱联合减摇系统的模糊自适应滑模控制器。采用实船参数的仿真结果表明,所设计的控制器具有良好的自适应性和鲁棒性,减摇鳍/水舱联合减摇控制系统在不同海况和不同航速下均具有良好的减摇效果。     

船舶力控减摇鳍系统建模与仿真

针对海浪的随机干扰、船舶模型的不确定性和控制器输出约束，采用升力反馈控制的全新方法，建立系统数学模型，运用H∞控制理论考虑混合灵敏度S／KS问题设计了控制器，对混合灵敏度S／KS问题模型、权函数的选择等问题进行了研究，同时结合具有实船，利用MFC和OpenGL三维图形库，建立了在微机上实现交互式实时控制、同时显示直观的实时多媒体动画的力控减摇鳍仿真系统，给出了仿真结果，并对仿真结果进行了分析     

减摇鳍单神经元控制方法研究

将单神经元控制应用于减摇鳍控制系统中,并根据减摇鳍控制系统的特点对单神经元控制进行了改进。仿真实验表明单神经地控制能够克服传统ＰＩＤ控制器适应性差的缺点,具有较好的容错性和较强的适应性非线性的能力,减摇鳍系统的减摇效果有较大提高。     

水下滑翔机非线性运动控制多方案研究

为解决滑翔机大滑翔角度切换时的稳定控制问题,进行非线性运动控制多方案研究。分别基于非线性模型设计了Lyapunov控制器,考虑执行机构特性,设计了带有时滞环节的执行机构位置控制器,并设计了LQR控制器,以作对比分析。通过仿真研究,对比分析两种非线性控制方案的特性。     

船舶减摇鳍不确定非线性系统的变结构鲁棒控制

船舶减摇鳍非线性系统延模中存在参数的不确定性，和由于系统状态变化而引起参数变化大外界干扰等所产生的不确定性。本文提出了一个变结构鲁棒控制算法。经仿真试验表明，该算法对于船舶减摇鳍控制系统十分有效，特别是鲁棒性能令人满意。     

基于非线性模型的减摇鳍控制算法研究

船身安装减摇鳍的目的是为了减小船的摇动,而摇动最小化是进行各种海上操作的必要条件。减摇鳍系统提高了船只在大摇动环境中快速机动时的稳定性。它的控制由基于PID或模糊控制算法的电动-液压机构完成。文中采用PID算法控制,对象选用某型驱逐舰。用减摇鳍控制非线性横摇运动,其推力特性用CFD包装的fluent软件进行仿真研究,控制系统用matlab建模和仿真,获得了良好的减摇效果。     

船舶减摇鳍的模糊神经控制器设计

为了进一步降低船舶横摇运动对船舶安全航行威胁,针对实际船舶减摇鳍系统,利用RBF神经网络的学习与自适应能力,优化模糊控制器的模糊规则,进而设计了一种基于RBF神经网络的减摇鳍模糊控制器。在建立的长峰不规则随机波和"育鲲"轮横摇数学模型的基础上,以船舶减摇鳍控制系统为研究对象对所设计的控制器进行了仿真实验。实验结果表明,本文所设计的控制器表现出较好的减摇效果,验证了该控制器的合理性与有效性。     

数字液压减摇鳍半实物仿真系统设计

为能有效研究数字液压减摇鳍装置,开发了由仿真计算机、可编程控制器(PLC)、数字液压随动机构等构成的半实物仿真系统.该系统采用Matlab编制了风浪及船舶横摇运动的仿真程序,在LabVIEW中设计了运动控制器与人机交互界面,实现了数字液压减摇鳍的计算机半实物控制,得到了理想的控制参数和减摇效果.结果表明:系统人机界面友好,控制参数修改简便,仿真度高,对数字液压减摇鳍实际设计与应用具有较强的理论指导意义.     

减摇鳍电液负载仿真台H2/H∞控制器的研究

为了提高减摇鳍加载系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能,将混合H2/H∞控制理论和线性矩阵不等式(LMI)方法应用于减摇鳍加载系统的设计,将减摇鳍加载系统的性能要求转化为标准混合H2/H∞风控制问题.计算机仿真结果表明,利用线性矩阵不等式(LMI)方法所设计的混合H2/H∞状态控制器能在考虑模型不确定性的情况下,有效地提高了系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能,改善了加载系统的各项性能.     

船舶减摇鳍装置执行机构系列化设计研究

为了缩短减摇鳍产品的设计周期,依据机械产品系列化设计的基本理论,采用纵系列产品系列化设计方法和步骤,对减摇鳍装置执行机构进行了系列化设计,确定了执行机构各系列产品的规格尺寸和关键参数。产品系列化后有效降低了产品的制造成本,提高产品市场竞争力。     

规则纵浪中船舶参数激励横摇运动的鲁棒控制

为有效控制船舶在参数横摇运动中的失稳状态,根据规则纵浪中船舶参数横摇系统的非线性数学模型,设计了一种具有鲁棒性的非线性控制器.采用精确反馈线性化方法将纵浪中船舶参数横摇系统的非线性模型线性化,然后用闭环增益成形算法设计出非线性鲁棒控制器.在考虑不同的干扰和模型摄动情况后进行了仿真试验.仿真结果表明该控制策略对于船舶参数横摇系统十分有效,且鲁棒性能令人满意.算法的设计过程简单,物理意义明显.     

船舶航向保持中的混沌控制研究

大型船舶的航向控制是一个多变量、时滞性较大和非线性的动态过程,在海浪、海风等因素干扰下会呈现一种典型的混沌运动。本文系统介绍混沌控制理论和算法,结合船舶航向控制数学模型和Diffing方程,设计一种船舶航向的控制器,并利用Maltlab对该非线性控制器进行仿真。仿真结果表明,该船舶航向控制器具有良好的航向保持能力和鲁棒性。     

基于模型预测控制的某救助船减摇鳍控制系统的仿真研究

为更好地对减摇鳍进行控制,该文创造性地将模型预测控制引入减摇鳍控制系统中,并以"南海救118"轮减摇鳍控制系统为例,通过仿真研究,将PID控制和模型预测控制进行对照,得出模型预测控制效果要好于PID控制,从理论上对减摇鳍的设计进行指导。     

基于MATLAB、C++和Vega的减摇鳍控制系统视觉仿真

针对船舶减摇鳍系统,运用PID控制理论设计了控制器,利用MATLAB的强大数学运算能力模拟随机海浪对船舶在海浪及鳍的作用下的影响,将C 作为中间环节,实现MATLAB与Vega之间的数据传输,从而实现减摇仿真的视觉效果.该仿真系统令人满意.     

船舶减摇鳍系统H^∞控制器设计

利用Ｈ＾∞控制理论对船舶减摇鳍横摇姿态控制系统进行了混合灵敏度设计,并针对船舶减摇鳍系统的特殊性,解决了Ｈ＾∞控制器设计中与该系统不匹配的有关问题。