现代船舶动力定位系统设计

围绕现代动力定位系统的设计问题,讨论系统的构建、数学建模、控制器设计和推力器的推力分配,重点给出了基于扩展Kalman滤波的动力定位LQG控制器设计算法。     

两种响应型船舶运动模型的对比及适用性分析

船舶运动模型作为自动舵性能检测平台的基础与核心，对于自动舵的研发、调试及船舶运动控制算法的设计都有非常重要的意义。现有的航迹航向自动舵检测平台普遍使用简化的一阶线性KT方程。由于忽略船舶回转运动中的纵向速度变化以及首摇角与横向速度之间的耦合，在实际使用中具有一定的局限性。本文引用国际电工委员会制定的航迹自动舵标准（ IEC62065）中提出的船舶运动模型，并对其进行仿真，将仿真结果与一阶线性KT方程的仿真结果进行对比分析，讨论一阶线性KT方程的适用范围。同时介绍改进的一阶非线性KT方程的形式并进行仿真试验，结果表明其与 IEC62065中非线性模型相似度较好，且减少了计算量。     

船舶运动混合智能控制评述

船舶运动控制表现出强干扰、时变、非线性、不确定、高可靠性要求的特点,其重要性和复杂性使其成为自动控制理论最为活跃的应用研究领域之一.智能控制以及各种智能技术集成的混合智能控制方法在这一领域得到广泛关注.文中分析比较了各种智能控制和传统榨制的特点、混合模式,介绍了混合智能控制应用于船舶运动控制的研究成果,指出了现有混合智能控制尚未有效解决的问题及船舶运动控制研究的发展方向.     

基于硬件在环的舵鳍联合减摇实验系统设计

针对在实验室条件下如何验证船舶舵鳍联合减摇控制器性能和效果的问题,设计并构建基于Matlab/Simulink环境下的硬件在环仿真实验系统。该系统采用实际装备中的控制器,并在控制器中编写船舶航迹保持控制算法及舵鳍联合减摇的最优控制算法,利用实际的物理信号进行实时通信,完成半实物仿真实验,结果表明,该实验系统能够实现舵鳍联合减摇的模拟仿真,舵鳍联合减摇控制算法有效可行。     

A Direct Compensative Robust Optimal Control （DCROC） Law for Ship Straight-line Track-keeping

A linear quadratic optimal direct track-keeping control law was proposed based on first-order Nomoto nominal model. Furthermore, based on Lyapunov stabilized theory, considering parametric uncertainty from variations of ship speed and disturbances uncertain from wind, wave and sea current, a direct compensative robust optimal control (DCROC) law was developed. It can guarantee closed-loop system globally and uniformly converge to a remained set. High accuracy and robustness were achieved. By introducing some nonlinear blocks, closed-loop system achieves global and uniform asymptotical stableness. Numerical simulations on a Mariner Class ship are presented to validate the control law.     

一种船舶操舵控制系统的可靠性分析

针对船舶操舵控制系统的可靠性分析问题,以一种船舶操舵控制系统为例进行可靠性分析,分别建立了该型船舶操舵控制系统的基本可靠性及任务可靠性数学模型,使用元器件应力分析法计算该型船舶操舵控制系统内所有元器件的失效率,得出两种模型的可靠度及平均故障间隔时间指标值,对比计算结果表明,该系统的任务可靠性远高于基本可靠性,这种可靠性分析方法也为同类控制系统的可靠性分析提供了新思路。     

舰载指挥仪综合检测平台的设计与实现

针对多型舰载指挥仪,采用数字--物理仿真模式,建立了一个指挥仪精度检查的自动检测平台.该平台采用分布式计算机结构,按照模块化设计思想,以智能电路和相应机电设备,提供指挥仪静动态精度检查所需的如雷达、声纳、平台罗经等设备的所有相关信号,并采集指挥仪射击诸元,自动生成检查报告表.系统联调表明,相对传统检测方法,使用该平台后自动化程度显著提高,检测精度得到改善,实时性强,并且指挥仪完全工作于实战状态,可信度高.