水面船航向最优控制与闭环增益成形算法的比较分析

将自适应最优PID控制算法与闭环增益成形算法在频域角度进行理论分析,引入船舶模型进行仿真分析比较,得出闭环增益成形理论的适应式鲁棒PID算法控制效果优于自适应最优PID控制算法理论,为水面船在选择控制算法时提供参考。     

用神经网络控制器对小型帆船的航向控制

本文描述了一个简单的基于神经网络的小型帆船自适应舵的控制方案.该方案采用了两个简单的双层神经网络:一个使用在线的BP算法来学习未知的帆船动态;另一个则利用前一个所学到的知识来调整它的连接权系数和偏差权系数以产生控制信号.仿真结果表明,与仔细调整过的PID控制器相比较,神经网络控制器在航向保持上与PID近乎相同,但却具有好得多的鲁棒特性.     

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。     

模糊控制在船舶智能控制中的应用研究

为解决船舶航行过程中的横向运动控制问题,本文提出一种基于闭环增益成形算法和T-S模糊算法的新方法。其中T-S模糊优化算法用来计算滚转和偏航的加权系数,并结合闭环增益成形算法,设计了鲁棒PID控制器对横摆和偏航进行控制,并将其组合成横向控制器。仿真结果表明,该控制器具有较强的鲁棒性和自适应能力,对船舶横向运动控制以及转向器的损失可以通过一个合理的加权系数来降低。本文提出的方法对船舶横向运动控制提供了一种新的理论,为实际工程中的应用提供了理论基础。     

船舶航向非线性系统的鲁棒自适应控制

考虑船舶航向控制系统模型中存在非线性,并且模型参数是未知的情况下,利用Ｌｙａｐｕｎｏｖ稳定性理论,提出了一种鲁棒自适应控制新算法。以“育龙”轮为例,进行了鲁棒自适应自动舵设计,并利用 Ｍａｔｌａｂ工具箱进行了仿真研究,结果证明该算法十分有效。     

基于响应面法的鲁棒可靠性研究

本文将鲁棒可靠性理论与响应面法相结合,提出了一种计算复杂系统的鲁棒可靠性的数值算法,由于不用计算导数,计算相对比较简单,可有效提高计算效率,从而拓宽了鲁棒可靠性理论的应用范围.同时,对鲁棒可靠性的指标进行了改进,提出了鲁棒可靠性因子的概念,使凸模型更好地与已知的信息相结合,在一定程度上克服了原有鲁棒可靠性理论上的不足.数值算例表明所提出的方法在计算复杂系统鲁棒可靠性的有效性.     

直流调速系统模糊复合控制的建模与仿真

直流调速系统对象具有非线性、时变性、不确定性及直流电动机本身的非线性和结构参数易变化等特点,采用固定参数的PID控制器难以达到满意的控制效果。为增强直流调速系统的抗扰动能力和鲁棒性能,提出了一种I-Fuzzy-PD复合控制器。首先,分析了直流电动机双闭环调速系统的工作原理,建立了动态数学模型,然后利用MATLAB/Simulink对直流双闭环调速系统模糊复合控制进行仿真。结果表明,与常规PID控制器相比,该系统具有超调量小、响应快、运行稳定、抗扰动能力强和鲁棒性能好等优点。     

小型舰艇主轴鲁棒控制算法

针对使用模拟PID控制器受到随机干扰而导致控制效果不佳的问题,提出了小型舰艇主轴鲁棒模糊控制算法研究。根据主轴结构,分析转子在负载或扰动下偏离状态,确定系统偏差。将物理量映射成不同模糊子集,输入变量模糊论域,并确定输出变量模糊论域及对应隶属函数,避免随机干扰。依据模糊子集,调节模糊控制规则,在不考虑主轴确定性输入情况下,确定干扰矩阵。通过计算主轴的二维状态向量和一维观测序列,实时调整PID控制参数,并设计模糊控制策略。由实验结果可知,该算法转子振幅在150 Hz时达到最大为4.6 mm,与实际转子振动位移一致,具有精准控制效果。     

应用非线性馈饰算法改进的船舶自动导航控制策略

为使船舶在航行和运营的过程中更加节能,采用非线性馈饰技术,即分别用两个函数对控制器的输入信号和输出信号进行处理,基于鲁棒比例积分和微分(Proportion Integral Differential, PID)控制器,设计船舶航向保持控制器,同时为接近航海实践,加入6 s 1次的操舵频率限制。通过仿真试验验证控制器的有效性,并且与已有的非线性算法进行比较。仿真结果表明:使用非线性馈饰技术设计的航向保持控制器能够很好地实现航向保持控制的目的,同时还能够使平均舵角相对于标准PID减少约50%,相对于其他非线性算法具有较为优秀的节能性能,这表明基于非线性馈饰技术设计的PID航向保持控制器具有节能的特点,对航向保持控制器的设计具有指导意义。     

具有不确定性的船舶航向鲁棒控制LMI方法研究

首先给出了具有不确定性的船舶航向控制系统模型,对于标称模型给出了传统PID控制器的设计结果;根据鲁棒控制器设计的LMI处理方法的相关理论,设计出满足性能指标要求的鲁棒的输出反馈控制器.仿真结果的比较,验证了该设计方法的优越性和实用性.     

船舶自适应操舵仪新算法的研究

该文根据传统ＰＩＤ自动操舵仪的不足，提出二种应用辨识与自适应滤波技术、采用一步最优控制律、实现最优操舵的自适应操舵新算法。该算法立足于获取较精确的船舶航向运动数学模型，因此，可望取得较好的控制鲁棒性。     

基于MFA的船舶电站智能控制

船舶电站的电压自动调整(AVR)、频率和负荷的自动控制是电站管理系统(PMS)的核心,常规控制采用PID算法,往往导致系统振荡和超调,不利于电站的稳定运行。基于神经网络的无模型自适应控制(MFA)技术,具有快速性、稳定性和鲁棒性的优点,大大提高船舶电站系统的控制精度和可靠性。     

变质量俯仰系统分区间PID位置跟踪控制方法研究

变质量俯仰系统随载荷质量和俯仰角位移的变化,其俯仰体质心位置随之变化,进而其驱动转矩等因素也随之变化.为设计变质量俯仰系统的自适应控制策略,提出了俯仰机构驱动电机的分区间PID控制方法.以位置随动精度和随动时间为目标,设计了位置环三区间PID控制方法.基于ADAMS与Simulink联合仿真技术,建立了变质量俯仰系统虚拟样机模型.通过仿真与物理样机试验,对比分析经典PID和分区间PID控制算法的位置控制准确性和快速性.研究结果表明,分区间PID控制算法在规定响应时间范围内,误差精度不超过0.5°,能有效提高变质量俯仰系统的控制精度.     

OceanInfo平台中舰船操纵运动控制研究

针对 OceanInfo平台中的舰船运动控制,研究舰船在航向保持中的混沌运动及其控制问题。基于 PID控制方法的简单性和有效性,应用 PID控制进行平台中的舰船混沌运动的有效控制和航向保持,对其控制参数难以确定的问题,提出改进的动态混沌粒子群优化（PSO）算法进行控制器参数整定并进行仿真实验。实验结果表明：本文提出的改进优化算法能够实现 PID参数的优化整定,其结果能够更为有效地进行舰船航向保持及混沌运动控制,且方法简单、容易编程实现。     

基于模糊理论的船舶航向控制仿真研究

船舶航行过程中的航向控制是其重要的性能指标之一。船舶航向控制具有非线性、参数时变、大惯性和干扰复杂等特点,传统PID控制对于这种复杂的被控对象往往不能达到良好的效果。本文结合模糊理论,将模糊PID控制用于船舶航向控制。仿真结果表明,该控制器具有响应速度快,过渡时间短,抗干扰能力强等优点,与传统PID控制相比能达到较好的控制效果。     

新型模糊PID控制在UUV操纵上的研究

水下航行器的操纵控制是较难控制的系统,其非线性强,惯性大,模型不确定.传统PID控制已经不能适应这种复杂对象的控制.模糊控制引入了人的思维及专家的经验,能够很好的弥补PID控制的不足.本文研究的Fuzzy PI＋ Fuzzy ID型控制器结合了PID控制与模糊控制的优点,它根据误差的变化实时调整PID的参数,以达到良好的控制效果.仿真试验表明,Fuzzy PI ＋Fuzzy ID型控制器反应速度快,超调量小,过渡时间短,鲁棒性好,可以适用于水下航行器的操纵控制.     

基于Fuzzy—PID的UUV姿态控制器研究

结合UUV航行中动力特性变化较大的特点,研究并提出了一种Fuzzy-PID控制器的设计。该控制器把Fuzzy控制和传统的PID控制有机地结合起来,实现了对控制系统的参数自整定。给出了UUV纵向姿态运动数学模型和仿真试验设计。仿真结果表明,这种Fuzzy-PID控制效果优于单纯的PID控制方式,特别对变参数系统具有较强的鲁棒性。     

加装减摇鳍船舶横摇运动的计算研究

船舶加装减摇鳍目的是减小船舶的横摇运动.鳍的运动通过由PID控制的液压装置驱动.文章考虑了船舶的粘性阻尼系数,结合减摇鳍运动特性,通过PID控制法对加装减摇鳍船舶横摇进行预报并通过实船验证.     

同步电动机单参数模糊PID励磁控制器的研究

针对同步电动机,本文提出了一种简单、实用的单参数模糊PID控制的励磁调节算法.与传统的模糊PID控制器相比,该算法具有调节参数少、算法简单且易实现的优点.为证明其优越性,文中对此算法进行了仿真分析,仿真结果表明该控制方案无论在响应时间上还是在超调量的大小上都明显优于传统的PID控制器.     

舰船汽轮主机转速的模糊自适应PID控制

舰船航行中汽轮主机工况变化频繁，且经常大幅度操纵改变转速给定值，常规PID转速控制效果不理想。本文引入模糊自适应PID算法，并在ABB AC800M DCS平台完成模糊PID控制器设计的基础上，在AMESim和MATLAB环境中实现液压伺服系统和汽轮主机本体的建模，搭建HIL系统，验证汽轮主机转速模糊自适应PID控制性能并与常规PID控制进行比较，结果表明模糊自适应PID有更好的鲁棒性，可显著减小汽轮主机转速调节的超调和震荡。