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。     

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。     

基于非线性反馈积分滑模控制的船舶航向自动舵设计

为设计一种节能并且鲁棒性强的船舶航向保持控制器,将非线性反馈算法与积分滑模控制相结合,设计非线性反馈积分滑模控制器用于船舶航向保持。非线性反馈积分滑模控制器建立在积分滑模控制器的基础上,利用非线性函数处理反馈误差,从而达到节能的作用。证明了积分滑模曲面的李雅普诺夫稳定性,并进行了仿真实验。从仿真结果可以看出,非线性反馈积分滑模控制在不影响航向保持精度的前提下,能够降低舵力,但是,船舶的横漂运动和转艏运动会受到影响。在设计非线性反馈积分滑模控制器的同时,分析了非线性反馈算法对船舶各状态的影响,对非线性反馈算法的进一步改进具有一定的参考价值。     

船舶自动舵控制系统设计与比较

文中建立船舶操纵控制系统数学模型,设计了传统PID控制和基于频域法的超前控制这两种船舶自动舵控制系统,通过MATLAB/Simulink仿真平台,对设计的控制系统进行仿真研究。仿真结果表明：新设计的频域控制器控制特性明显优于传统PID控制结构,具有良好的操纵性能,能够为航渡任务的安全与顺利完成提供有力保障。     

自动舵比例微分系数自适应算法的研究

文章根据船舶运动方程,应用现代控制理论的方法,推出自动舵PD参数的自适应算法,为计算机仿真提供了可能。     

简易船舶自动舵模拟实验平台的设计

为检测实船环境中自动舵的性能,设计简易船舶自动舵模拟实验平台,包括模拟舵机系统和模拟船体系统,解决了实验室环境下自动舵因缺少真实舵角反馈信号和真实航向反馈信号而无法正常运转的问题.     

船舶自动舵陆上仿真系统的研制

介绍一种新颖的自动舵陆上仿真系统的设计方案、功能、特点及软件的设计特点,该系统采用数字模拟与物理模拟相结合的方法,解决了自动舵的陆上闭环工作及航向、舵角、航迹的动态仿真难题。     

潜艇自动舵控制方法研究

舰船操纵的灵活性和准确性在一定程度上取决于舵的性能,而对于潜艇而言,舵的作用更加重要。为了提高潜艇战斗力,目前各国都在争相研制新一代自动舵,期盼在控制航向的同时控制深度,从而提高水下生命力和战斗力。论文介绍了自动舵的发展历程,比较了各种控制方法的特点,最后提出了自己的一点见解。     

基于BP神经网络的PID船舶自动舵

船舶操纵的模型具有非线性,慢时变特性,传统船舶自动舵的性能不能令人满意。基于传统PID自动舵的基础上,把传统PID与BP神经网络结合起来,利用BP神经网络的自学习能力实现PID控制参数的在线整定,构成一种新型的船舶航向自动舵。分无干扰和在风,流,浪干扰两种情况进行MATLAB仿真,来说明这种船舶航向控制自动舵的优越性。     

基于自适应模糊控制的船舶航向控制研究

为了提高船舶在复杂海域和密集线路航行的经济性、安全性和稳定性,性能优异的航向自动化控制系统引起了研究人员的普遍关注。传统的船舶航向自动控制系统(自动舵)在灵活性和可操作性上无法满足现代大型船舶和密集航线的需求。本文利用自适应神经模糊控制算法,对传统的船舶航向控制系统进行优化,并设计基于模糊控制算法的船舶自适应航向控制系统。     

基于仿人智能控制的无人船自动驾驶系统的研究

无人驾驶技术是现代智能自动化领域的研究热点,信息化及智能化是海上军事领域的发展方向,无人驾驶技术成为海上军事领域研究热点。海上船舶及水下舰艇的运行环境较为复杂,各种作用力(如海风、海浪、推进力等)综合施加于船体,形成了一个非线性时变系统。本文设计基于仿人智能控制的无人船自动驾驶系统,其重点是利用仿人智能控制器来实现对驾驶船舶目标轨迹的精确跟踪,最后进行仿真并与传统的PID控制器进行对比分析。     

船舶自动驾驶系统的数据库构建研究

船舶自动驾驶作为一种新型的智能化控制技术,在商业游艇等高端船舶动力操纵系统已经实现广泛的应用,各种基于计算机系统的自动驾驶仪器也变得更加复杂,随之而来的是各种传感控制数据的大量增长,如何快速高效地处理这些重要数据,成为影响自动驾驶控制性能的关键因素。因此只有建立一个合理的数据库系统,才能实现对传感数据、导航系统数据和矢量螺旋桨发动机监控数据等参数的有效处理,本文基于船舶自动驾驶控制系统的需求,设计基于分布式数据库结构的数据处理系统,并给出软件控制算法。     

互联网环境下船舶航向数据交互式智能控制方法

互联网环境下,对船舶航向数据的控制要求高,而传统方法调节速度慢、适应性差,导致最终的航向控制效果不理想,为此提出并设计了船舶航向数据交互式智能控制方法。使用线性特征反馈航向数据中的不确切控制对象,通过整合模糊参数,确定航向数据的控制规则,再融合交互式控制算法,简化计算步骤,完成船舶航向数据的交互式智能控制方法设计。仿真实验结果表明,交互式智能控制方法具有较快的调节速度和良好的适应性能,较传统方法的调节速率高21.5%,具备极高的有效性。     

基于PLC的船舶自动舵控制系统设计及其仿真

在我国的工业控制体系中,PLC控制器获得了非常广泛的应用,通过与计算机控制系统的结合,人们能够很好的实现远程的自动化监控,同样在船舶自动舵控制领域,PLC控制系统正逐步获得推广和应用。本文主要根据船舶自动舵的控制特点,结合了优化控制算法,设计了一种PLC控制系统,并给出了核心硬件框图和部分的控制优化算法。通过仿真,得到了船舶在自动运行时的模拟轨迹图,可以看到该设计取得了较好的控制效果。     

船舶智能控制系统的动态神经模糊模型设计研究

现代化的船舶控制系统已经与计算机技术高度结合,在大部分情况下,船舶能够主动进行航向的控制和系统状态的检测,而船员只要在监控站通过显示器和键盘,即可对船舶上成千上万的机电设备进行控制,这种智能化的管理方式已经获得了广泛的应用。但是在复杂海况下,船舶的自动化控制系统并不能做出快速反应,因此还需要船员进行手动的干预,才能保证船舶的安全控制。本文主要针对船舶智能化控制系统,运用优化后的动态神经模糊控制算法,对整个控制流程进行优化,结合具体的仿真数据,使船舶智能控制模型变得更加精确。     

舰船环形电力重构系统中多智能控制算法研究

舰船电力网络重构能够有效的保证船舶的正常运转。本文在传统粒子群算法的基础上,利用开关的二进制编码来表示其状态,阐述其实现流程。最后在列表法系数矩阵的基础上利用粒子群算法实现舰船电力网络的重构仿真。仿真实验结果表明本文算法开关代价最小,系统运行的稳定性好。     

船舶航线规划中的精确控制算法研究

海洋开发及海上贸易不断深入,船舶作为海上最重要的交通工具朝着大型化、强动力及智能化方向发展。随之带来的是船舶航行速率的提高及船只密度的增加,船舶的安全航行越来越成为海洋开发关注的重点。船舶航行规划路径的精度控制直接关系到船舶的安全驾驶,操控过程中航迹误差控制是航行路径规划最重要的性能指标。本文研究船舶航行的操纵运行模型,提出一种基于遗传算法的航线精确控制非线性模型,最后对其进行仿真。     

基于粒子群算法的欠驱动船舶航向控制研究

欠驱动船舶是指只能通过螺旋桨推进器和船舵进行水平面3个自由度运动的船舶,通常,当船舶某些执行器结构出现故障时,船舶此时具有欠驱动特征。欠驱动船舶的航行控制系统是一个典型的非线性系统,研究欠驱动船舶的运动控制不仅可以提高船舶的自动化水平,还对保障船舶的航行安全有重要意义。本文首先介绍了一种粒子群优化算法,并对该优化算法的原理和流程进行研究,然后基于粒子群优化算法对欠驱动船舶的运动控制进行研究,开发了一种基于粒子群算法的欠驱动船舶运动控制器,并进行仿真试验。     

基于模糊控制原理的船舶自动舵设计

在现代船舶控制系统中,自动舵的运用给船舶的运输安全提供了重要的保证,但是由于自动舵系统具有非常复杂的时变和不确定性特征,传统的自动控制技术已经很难满足其要求,因此必须采用智能化的控制算法来实现自动舵系统的高效运行。本文通过建立精确的自动舵控制数学模型,结合模糊控制原理和滤波算法,实现了自动舵性能的提高。文中简要概述模糊控制的原理,给出了若干的仿真控制曲线,文末给出了自动舵的稳定性控制仿真曲线。