基于BP神经网络的PID参数自整定的船舶操纵控制器研究

船舶操纵的模型参数具有非线性、慢时变特性。船舶操纵的传统控制方法的操纵性能不能令人满意。本文讨论一种应用BP神经网络实现PID参数自整定的控制方法。此法能根据船舶动态特性的变化，自动重新整定PID参数，从而改善了操纵性能和鲁棒性。     

改进型PID参数神经网络自学习的船舶操纵控制器

船舶操纵的模型参数具有非线性、慢时变特性。船舶操纵的传统控制方法的操纵性能不能令人满意。本文讨论一种应用改进型BP神经网络实现PID参数自整定的控制方法。此法能根据船舶动态特性的变化,自动重新整定PID参数,从而改善了操纵性能和鲁棒性,     

船舶航向模糊控制及仿真研究

根据船舶操纵控制过程,存在非线性、慢时变,复杂干扰的特点,设计了一个带模糊积分的船舶航向模糊控制器,使船舶在干扰变化情况下,模糊控制不仅能较好地实现航向保持,而且能获得较好的操纵性能;仿真结果表明,带模糊积分的船舶航向模糊控制器的控制比常规ＰＩＤ控制具有更强的环境适用性。     

基于RBF网络和遗传优化的船舶操纵模糊控制器

设计了一种基于RBF网络和遗传优化的船舶操纵模糊控制器。首先讨论了传统模糊控制器应用于船舶操纵控制的不足，然后根据模糊系统在特定情况下与RBF网络具有等价关系的特点，采用具有加权平均输出的RBF网络构造了一个船舶操纵模糊控制器，有效地消除了小偏差范围的舵角抖动现象。在此基础上，根据船舶操纵的特点提出了一种尺度变换因子的自整定方法，并采用遗传算法对自整定过程中的可变参数进行优化，以使控制器能够适应实时控制过程中的时变性和不确定性，保持良好的控制性能。最后针对某大型船舶的非线性模型，采用Matlab 6．1的Simulink工具进行了转艏操纵仿真试验，获得了满意结果。     

智能自整定PID主柴油机冷却水温度控制系统

本文应用匈牙利国家科学院Ｃｓ·Ｂａｎｙａｓｕ等人提出的一种数字ＰＩＤ调节器的自适应设计法－－数字ＰＩＤ调节器的鲁棒性设计方法，结合对数时在线辨识和常规数字ＰＩＤ运算，形成了柴油机冷却水温度控制智能自整定ＰＩＤ调节系统。对某柴油机冷却水温度控制系统进行了重新设计和仿真运行。可以看出，本文设计的控制系统具有 良好的性能。     

自适应PID控制器的冷却水温度控制系统

笔者分析了自适应ＰＩＤ控制器参数自整定的工作原理，并介绍了将其用于主机冷却水温度控制系统中的研究结果。     

船舶航向模糊控制自动舵系统的设计研究

根据传统ＰＩＤ自动舵的优点和不足，提出了一种由自动驾驶系统的航行信息收集模块和自动航迹保持模块，与一种模糊ＰＩＤ控制器一起构成的自动舵系统的设计方法。经过仿真试验证明，该控制器是有效的，而且船舶自动舵系统的性能也有明显提高。     

渔船操纵性指数K、T的统计分析

船舶操纵性指数是描述船舶操纵性能的重要指标。现对11条渔船根据试验结果得到的K、T指数进行统计分析，得到了各种参数的影响规模，在此基础上，给出渔船操纵性能指数的估算公式。     

组合舵在改善船舶操纵性能上的应用

由于受到航区条件、航道状况、营运要求等因素的限制，船舶主尺度和船型参数会有很大的差异。有时为了使载重量最大化，方形系数往往取得很大，这对船舶的快速性能和操纵性能都会产生很大的影响。因而为了改善其相关船舶性能指标，就需要采取相应的措施。本文基于35000 DWT散货船的操纵性模型试验研究结果，对类似的船舶操纵性能进行了比较。对于该类型船舶，在采用组合舵后其操纵性能均有明显改善。同时也对模型试验和实船试验结果进行了比对，以供船舶设计及相关单位参考。     

基于神经——模糊控制的船舶操纵系统研究

本文针对船舶操纵这种非线性、时变参数控制对象，提出了一种采用神经—模糊控制的方案，给出了神经—模糊控制器的基本设计方法。仿真结果表明，这种控制器与一般自适应模糊控制器相比，船舶操纵系统的性能有明显提高。     

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PID串级控制的航迹保持方法

提出一种用于动力定位船的直线航迹保持方法,该方法基于参数自整定模糊PID串级控制,利用模糊控制在线调整PID参数,并且把船速作为模糊判决的一个条件,使该控制方法能够适应不同的船速.仿真试验证明该控制方法航迹保持性能良好,能够适应环境和船速的变化,能精确的保持直线航迹.     

模糊PID控制器在船舶试验台横摇位置系统中的应用

减摇水舱是一种减小船舶横摇的重要装置,建立船舶试验台是对其进行研究的主要手段.文章针对两自由度船舶试验台横摇位置系统建模中忽略的参数不确定及非线性环节等因素,设计了一种基于模糊逻辑的PID控制器.该控制器能够实现PID控制参数的实时调节,实验研究表明其在实际系统中具有优于常规PID控制器的性能.     

船舶航向PID型模糊控制器研究

航速变化及由此引起的干扰使得船舶航向控制较为困难。基于常规max-min型Mamdani模糊控制器(fuzzy controller,FC),再增加积分项,将PD型模糊控制器与PI型模糊控制器相并联,构造了一种新的船舶航向PID型模糊控制器。该模糊控制器充分利用了常规PID控制器的设计经验来调节参数。不同航速下的5 446TEU集装箱船及"育龙"号实习船模型仿真结果表明,与常规PID控制器和模糊控制器的效果相比,不但航向设定值跟踪控制性能得到了保证,还具有更好的鲁棒性和抗干扰能力。     

基于液压阻尼减振器的轴系纵振控制研究

在船舶主推进轴系中安装液压阻尼减振器可减小轴系的纵向振动。首先对安装被动式液压阻尼减振器的船舶主推进轴系进行数学模型简化,推导推力轴承基座处的力传递率公式与加速度插入损失公式,并分析液压阻尼减振器的结构参数对减振效果的影响。轴系台架试验表明,插入损失计算结果与测试结果吻合较好。然后,采用单神经元自适应PID控制器,将原有的被动式液压阻尼减振器变为主动式液压阻尼减振器,分析在周期载荷和随机载荷激励下力传递率随时间的变化。计算结果表明,合理选择液压阻尼减振器的参数能有效地实现纵向减振,且单神经元自适应PID主动控制单元能进一步抑制力传递率的峰值。     

基于参数自整定模糊PID的船舶航向跟踪控制

针对船舶操纵过程存在非线性、慢时变特性,设计了一种参数自整定模糊PID航向跟踪控制器,可以在线实现PID参数的调整,使控制系统的响应速度快,超调量减少,过渡过程时间大大缩短,振荡次数少,具有较强的鲁棒性和稳定性.     

模糊切换型船舶运动PID控制器

航向改变时船舶航迹变化过程可以分为瞬态区域和稳态区域。根据不同区域中不同的性能指标,提出了一种把常规PID和TS-PID模糊控制器以模糊切换方式相结合的模糊切换型PID控制方法。该方法集成了常用PID和模糊PID控制方式的优势并弥补了各自的不足,模糊切换方式实现了二种控制器之间的平滑切换。应用钝性定理证明了二阶Nomoto船舶模型的切换型PID控制系统的输入、输出稳定性,并用遗传算法优化控制器参数。与模糊PID控制器的对比仿真实验,表明所提出的方法可以有效提高船舶运动控制的各项性能指标。     

船舶航速智能控制系统仿真

利用MATLAB建立了船舶推进系统的数学模型,采用传统的PID算法,并利用遗传算法整定PID参数,对某船航速控制系统进行了仿真分析.为反映真实情况,文章分别仿真了船舶在无干扰、5%、10%及20%干扰情况下航速及螺旋桨转速等参数的变化,仿真结果显示遗传算法整定PID参数用在船舶航速控制系统上是可行的.     

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。     

SWATH船纵向运动的分数阶PIλDμ控制

针对小水线面双体船(SWATH)的纵向运动稳定性问题,对某SWATH船设计了一种分数阶PI^λD^μ控制器。首先,在控制器设计过程中,引入ITAE准则获得分数阶PID控制器的优化参数,并以类似方式得到优化参数的最优PID控制器。然后,以SWATH船为研究对象,分别采用分数阶PI^λD^μ控制器和最优PID控制器对其等效Nomoto模型和考虑风浪干扰后的模型进行仿真研究。最后,对它们的控制性能及控制能量消耗进行比对分析。通过分析发现,本文所提出的分数阶PI^λD^μ控制器的控制效果明显优于最优PID控制器,且分数阶PI^λD^μ控制器更为节能。