BP神经网络和PID船舶自动舵控制方法

船舶自动舵控制十分复杂,再加其它因素的干扰,使得单一神经网络或者PID控制无法对船舶自动舵进行高精度控制,而且船舶自动舵控制速度慢,为了改善船舶自动舵控制效果,利用BP神经网络和PID控制的优点,设计了BP神经网络和PID相融合的船舶自动舵控制方法。首先分析船舶自动舵控制原理,然后初始化PID参数的范围,并采用BP神经网络获取PID控制器的3个参数最优值,从而实现船舶自动舵控制,最后在Matlab平台实现了的船舶自动舵控制仿真模拟实验。结果表明,本文方法可以对船舶自动舵变化趋势进行很好的跟踪和控制,获得了高精度的船舶自动舵控制结果,而且船舶自动舵控制速度快,能够适合船舶自动舵的实时性变化特性,具有较强的抗干扰能力,具有一定的推广价值。     

一种FLC-PID混合控制自动舵研究

提出将FLC与PID控制算法结合起来构成FLC—PID混合控制器,设计出一种船舶航向FLC—PID混合控制自动舵系统。以野本模型（Nomoto）作为船舶运动控制系统的受控对象,分别讨论了确定模型和在外界干扰下的不确定模型,根据大连海事大学实习船“育龙”号的资料建立了船舶运动模型,仿真试验结果表明FLC-PID混合控制自动舵比单一PID型自动舵具有超调小、响应快的动静态性,并针对船舶模型的摄动具有一定的鲁棒性。     

船舶非线性响应的鲁棒神经网络控制研究

随着船舶向着大型化、高速化方向发展,海上交通变得更加拥挤,船舶的航向控制技术引起了研究人员的广泛关注。自动舵是船舶航向控制的关键设备,近代以来出现了PID自动舵、自适应自动舵和智能自动舵等多种形式,实现了船舶运动的精确、灵活控制。本文针对船舶航向控制的非线性响应问题,在传统自动舵系统的基础上,提出了一种基于鲁棒神经网络的船舶运动控制器,建立了海风、海浪等非线性响应的函数模型,并进行了该船舶运动控制器的控制响应仿真。     

基于反馈线性化的船舶自动舵动态滑模控制

针对船舶自动舵的航向控制问题,结合高阶滑模和动态滑模控制的设计思想设计了一种船舶自动舵动态滑模控制器.首先设计出包含舵机特性的船舶航向控制仿射非线性系统模型,其次通过状态反馈的方法将原模型变为等价的完全可控型线性化系统,然后设计出动态滑模控制器.仿真结果表明,所设计的动态滑模控制器不仅能很好的自动跟踪设定的航向,而且能有效的抑制系统的抖振现象,达到设计目的,为研究船舶自动舵控制提供一种参考.     

船舶自动舵自适应神经网络控制算法研究

在我国船舶自动舵控制领域,其核心技术严重依赖于国外厂商,因此本文主要对船舶自动舵的工作方式进行研究。通过采用PID控制方法,建立精确的自动舵控制数学模型。在设计PID控制策略时,需要综合考虑外部非线性因素和时变不确定等影响,通过适度提高PID控制器中的反馈力度,能够显著提升自动舵的控制水平,然后针对反馈控制环节,设计自适应神经网络算法,对反馈控制参数进行自学习优化,进一步提升了船舶自动舵的预测能力。     

自抗扰控制在船舶自动舵上的应用

本文回顾了船舶自动舵的发展历程,分析了传统自动舵在应用上的不足之处。同时介绍了自抗扰控制器的原理,尝试利用自抗扰技术设计出更理想的船舶自动舵系统。     

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。     

人工神经网络在船舶自动舵上的应用

提出一种用于船舶航向保持的人工神经网络控制器，设计了一种“直接控制法”，与目前常见的几种人工神经网络控制方法相比，其特点是结构简单，可直接应用在实时控制中，在实际应用中，只要知道被控过程的定性控制特点，“直接控制法”即可用于干扰环境下的非线性过程控制。“直接控制法”在船舶自动舵上进行了验证，并同传统的ＰＩＤ自动舵进行了比较，结果表明，在随机风和测量噪声的干扰下，人工神经网络自动舵的控制效果明显优于     

63kN·m船舶液压舵机的改造研究

文章针对现有63kN·m液压舵机的不足加以研究与改造，应用可编程控制器（PLC）和同轴流量放大器实现由人工舵改造为自动舵，建立PID自动舵动态模型，研究仿真结果，表明改造后液压舵机完全满足船舶航向控制要求。     

船舶舵鳍联合减摇模糊变结构控制研究

分析了船舶运动的非线性模型,根据实际情况进行假设,得到了船舶舵鳍联合减摇控制系统的状态方程,把非线性船舶舵鳍联合控制模型转化为可控正则型;将船舶运动模型看作是由横摇、艏摇、横荡3个子系统构成的大系统,进行了舵鳍联合控制,设计了舵鳍联合控制器和分散非线性变结构控制器,为了改善控制的品质,又进一步提出了模糊趋近律变结构控制的方法,最后针对减摇控制器进行了MATLAB仿真研究。仿真结果表明:舵鳍联合控制器能够很好的抑制船舶的横摇和艏摇,并能尽可能的减小横荡。     

闭环增益成形算法在船舶自动舵中的应用

根据船舶自动舵闭环频谱要求,给出一种新的基于闭环增益成形的控制算法,新算法从设计的根本上保证控制器具有良好的控制性能和鲁棒性能,从理论上可推出船舶航向ＰＤ控制是新算法的特例,新算法设计过程简单,物理意义明显     

船舶自动舵控制系统实施改造的研究及实现

介绍了TS-75型自动舵系统的组成概况，分析了舵机抖动的机理，指出了该舵机抖动的根本原因是由于其控制电路的故障引起的，并提出解决该问题的有效方法是利用PLC（Programmable Logic Controller）技术对舵机控制系统进行改造。通过对船舶自动舵控制系统的控制原理、控制方法及存在的问题进行研究后，设计了基于PLC技术的自动舵控制方案，讨论了其具有的优点。利用PLC的模块化结构组态自动舵控制系统，实现船舶自动舵的自整定PID（Proportional Integral Differential）制，说明了STEP7 PID—TUNE的使用方法。基于PLC自整定PID控制的自动舵满足船舶的各种动态特性指标，能提高舵机控制系统的可靠性和经济性。     

基于线性插值方法的模糊型船舶自动驾驶仪的研究

本文基于对常规船舶自动驾驶仪存在缺陷的分析,提出了一种基于线性插值模糊控制和Bang-Bang控制相结合的控制系统,使模糊控制输出连续变化,提高了模糊控制系统的精度.通过常规模糊型船舶自动驾驶仪与改进后的模糊型船舶自动驾驶仪性能的比较,表明本文所提出的方法是行之有效的.     

Smith预报器在船舶航向控制上的应用

在用PD控制船舶航向的基础上,加上Smith预报器,去除闭环特征方程中纯滞后因素的影响,达到改善系统的性能和控制器输出性能的目的。通过对船舶航向控制系统仿真的结果分析可知,如果系统的纯滞后不大,加上Smith预报器后,控制效果基本相同,而增加系统的纯滞后到一定程度时,具有Smith预报器的PD控制明显提高了系统的控制性能。     

在线自整定PID控制的船舶自动舵

介绍了继电型自整定PID控制的基本原理及PLC实现的基本方法,设计了基于PLC的在线自整定PID船舶自动舵.该自整定PID自动舵能够自动适应船况和海况的变化,实现无扰动切换、变增益调节等功能,克服了舵机振荡.实船应用证明了该自整定PID船舶自动舵的有效性.     

基于遗传算法的模糊控制型船舶自动驾驶仪研究

该文分析了常规船舶自动驾驶仪存在的缺陷,针对船舶操作这种非线性、时变参数的控制对象,提出了一种基于遗传算法的模糊控制型和Bang—Bang控制相结合的控制系统,提高了模糊控制系统的精度;最后,通过仿真将模糊型船舶自动驾驶仪与基于遗传算法的模糊控制型船舶自动驾驶仪的性能作了比较,结果表明该文所提出的方法控制性能良好。     

船舶舵机控制系统故障分析及其改造

分析了船舶随动舵工作原理和舵机振荡的原因,给出了舵机随动控制系统常见故障的解决办法.通过与半导体分立器件的对比,设计制作了采用集成电路的随动舵控制电路板,在实船应用中获得了良好的控制效果.     

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。     

基于遗传算法自动舵模糊控制研究

本文采用遗传算法对模糊控制规则进行优化,并将之应用于船舶自动舵控制系统中。经过仿真证明,该方法和普通模糊控制相比具有较好的控制性能