基于非线性Backstepping的船舶动力定位控制算法研究

船舶动力的定位控制属于是闭环控制系统,因风浪等一些环境产生的干扰,使船舶动力的定位控制存在不确定性的干扰控制问题。当前算法对船舶的动力进行定位控制时没有对船舶的动力进行定位,导致船舶动力定位控制不准确的问题。提出一种基于非线性Backstepping的船舶动力定位控制的算法。对船舶动力定位控制的数学模型进行构建,利用非线性Backstepping反步积分的控制原理为基础,通过对Lyapunov函数递推进行2步船舶控制律进行构造,有效地提高了定位的精确度,由此完成对非线性Backstepping的船舶动力定位控制算法的研究。实验结果证明,利用该算法使船舶动力定位控制的精确度较高。     

基于Bech模型的船舶航向离散变结构控制

采用带不确定项的Bech模型可以更好地反映船舶运动的非线性特性以及不确定因素对船舶运动的影响。在Bech模型中增加不确定项，采用离散变结构控制理论设计船舶航向控制器。针对传统设计方法稳态抖振的缺点，提出一种新型的离散趋近律，可以消除传统趋近律自身参数导致的抖振。设计扰动估计器，能够自适应估计不确定因素对系统的影响，只要不确定因素的变化率有界，即可保证闭环系统的鲁棒稳定性，特别是对于幔变不确定性，具有很高的估计精度。仿真结果表明，所设计的离散变结构控制器可以快速准确地跟踪设定航向，并对参数摄动和外部干扰具有很强的鲁棒性。     

船舶网络入侵信号取证过程破损数据恢复研究

传统针对船舶入侵信号取证过程中,破损数据的恢复方法忽略了系数矩阵,导致数据恢复精确度较低。对此提出以船舶破损数据评估模型为核心的船舶破损数据恢复方法。将船舶破损数据所对应的对数函数作为模型建立所使用的目标函数,引入遗传算法,建立破损数据评估模型,评估破损数据并分别作为数据训练样本以及数据测试样本,建立系数矩阵,使用正向规则化因子范数作为惩罚目标系数,对系数矩阵进行稀疏化操作,完成数据恢复。实验数据表明,设计的破损数据恢复方法重删率提高27%,破损数据轻磁数提高19%,可以证明数据恢复效果精确度更高。     

基于大数据分析的船舶交通特征统计分析

为了降低现阶段船舶交通特征统计分析数据的离散度,提高统计分析质量,提出了基于大数据分析的船舶交通特征统计分析方法。根据数据挖掘结果进行数据初步处理,获取船舶交通数据极值以及样本差和方差,根据当前船舶交通数据流进行数据卡方拟合和分布拟合,获取拟合曲线和曲线函数,根据拟合曲线的实际特征值确定当船舶交通流理论特征值,并在理论特征值中添加边界条件,利用边界矩阵获取实际特征数据集合,实现船舶交通特征统计。仿真实验数据结果表明,应用设计方法统计的船舶交通特征值,极差数据降低了29%,标准差降低了35%,可以有效降低数据离散。     

模糊离散变结构控制及在直流伺服系统中的应用

研究基于趋近律方法的离散变结构控制设计问题。提出一种新的趋近律,可以稳定于原点;并与模糊调节技术相结合设计了扰动估计器。将所提方法用于直流伺服系统的控制,仿真研究结果表明,所设计的控制器可以有效减弱抖振,并使伺服系统具有良好的跟踪能力和很强的鲁棒性。     

基于人工智能技术的船舶合拢精度控制

为减少船体的合拢修整率水平,在缩短维修周期的同时,提高主机设备对船舶元件的控制效率,针对人工智能技术支持下的船舶合拢精度控制方法展开研究。通过总组前准备工作,对堆锥垫板的错位行为进行有效控制,完成基于人工智能技术的船舶建造特性分析。在此基础上,设置精度控制管理体系,按照精度定位基准的实践需求,确定最终的合拢搭载条件,实现船舶合拢精度控制方法的顺利应用。对比实验结果表明,与传统总组式控制策略相比,合拢精度控制方法能够较好控制船舶元件的周期性维修时间,实现对船体合拢修整率水平的有效控制。     

直驱式电液伺服系统的非线性不确定负载补偿控制研究

针对直驱式电液伺服系统的非线性不确定负载因数学模型无法准确描述而难以补偿问题,提出一种多滑模神经网络自适应控制策略。该控制策略结合了RBF神经网络对复杂非线性系统的强大映射能力以及响应速度快和滑模变结构控制的强抗干扰性2种控制算法优点,并利用Backstepping方法设计控制器。通过将传统滑模变结构控制中的非连续切换函数优化成连续可倒的切换函数,有效避免了传统滑模变结构控制的抖振现象。运用Lyapunov稳定性定理,理论证明了控制算法的稳定性,并通过仿真分析,验证了理论分析的正确性和控制策略的有效性。     

船舶航向非线性控制的数学模型与分析

传统的船舶航向控制模型存在着航向控制精确度的缺陷,为此提出船舶航向非线性控制数学模型研究与分析。建立船舶航向分析坐标系对船舶航向参数进行确定,根据确定的参数建立船舶航向非线性运动数学模型,以上述模型为基础采用粒子群算法对船舶航向非线性控制程序进行编写与执行,实现了船舶航向非线性控制数学模型的建立。通过实验得到,建立的船舶航向非线性控制数学模型航向控制精确度比传统模型高出30.8%,说明建立的船舶航向非线性控制数学模型具备极高的有效性。     

滑模虚拟传感器在动力定位容错控制中的应用

滑模虚拟传感器是指利用滑模变结构理论,对虚拟传感器的控制模块进行优化,使虚拟传感器能够根据当前的工况灵活调整。船舶动力定位系统的容错控制可以有效提高动力定位的精度,确保动力定位系统的控制器高效运行。本文利用滑模变结构虚拟传感器,设计了船舶动力系统的容错控制器,详细介绍了动力定位容错控制器的运行原理。     

多状态并联冗余支路的船舶电机伺服控制研究

为解决传统冗余支路船舶电机伺服控制方法存在控制精度较低的不足,提出多状态并联冗余支路的船舶电机伺服控制研究。基于被控参量的获取,利用传感机构以及参数的计算,对控制器进行编译,利用伴运行模式,实现船舶电机伺服控制器的驱动与执行,完成多状态并联冗余支路的船舶电机伺服控制研究,试验数据表明,提出的控制方法较传统控制方法,控制精度提升44.63%,适合与多状态并联冗余支路的船舶电机伺服控制。