采用动态逆方法设计非线性航行体深度控制器

本文介绍了非线性系统的动态逆控制器设计方法，其主要用于消除系统的非线性因素，最科得到一个线性动态模型。然后，用其在设定深度和初始条件下为某型非线性水下航体设计了深度控制系统，并在不同初始条件下进行了仿真研究。仿真结果表明，用动态逆方法设计的非线性航行体深度控制系统在不同初始条件下，都具有很好的动、静态特性，较好地解决了非线性航行体的深度控制问题。     

舰船航向非线性系统自航抗干扰控制器研究

本文针对舰船运动的非线性、易受干扰影响等问题,结合舰船航行的数学模型,将自抗干扰控制算法应用于舰船的航向控制系统。研究自航抗干扰控制器的基本原理,分析传统PID控制器的优缺点,设计自航抗干扰控制器,并且对其进行仿真研究。     

非线性Backstepping算法在舰船动力定位系统控制的应用

船舶动力定位系统是一种闭环控制系统,通过检测船舶的位置、状态信号,控制船舶推进器产生相应的动力,抵消干扰作用力,使船舶能够相对稳定的定位。本文的研究内容是船舶定位系统的控制算法,通过建立船舶动力定位系统的函数模型,结合Backstepping算法,设计一种新型的船舶动力定位控制系统,通过仿真实验证明了该船舶动力定位控制系统的有效性。     

非线性Backstepping算法在船舶动力定位系统控制的应用

船舶的动力定位是指船舶在某些特定工况下,利用推进器和螺旋桨等产生推力和力矩,抵消海风、海浪等因素的干扰作用力和力矩,从而使船舶在海面某一区域保持相对静止。由于海上气象条件和海水深度的影响,传统的锚式系泊定位已经难以满足需求,而船舶动力定位系统的灵活性高、定位精度高、抗干扰能力强,因此应用越来越广泛。本文建立了船舶动力定位系统和干扰因素的数学模型,结合Backstepping非线性控制理论,设计了一种新型船舶动力定位系统的控制策略,并对该动力定位系统的位移控制响应进行了基于Matlab的仿真分析。     

舰船航行数据记录器的研究

本文介绍了国外舰船航行数据记录器的发展状况,讨论了航行数据记录器的功能和性能,探讨了我国自行研制航行数据记录器的设计思想和技术途径,介绍了用于我国新型舰船的航行数据记录器的硬、软件设计、可靠性设计技术及其试验情况。     

应用非线性逐步回归方法建立在波浪中船舶速度计算方程

本文收集了散装船、杂货船、集装箱船等不同类型船舶大量航海日志资料,进行了合理的处理。在此基础上,应用非线性逐步回归方法建立在波浪中的船舶速度计算方程。其方程的复相关系数均为0.88～0.90。经拟合检验,其结果较为满意。     

鱼雷型无人水下航行器鲁棒控制器设计

针对鱼雷型无人水下航行器航行过程中外界环境干扰复杂,航行体系统内部干扰严重的特殊问题,并同时考虑系统参数剧烈变化造成的系统不确定性,设计纵向鲁棒控制器。该控制器采用 PID控制器作为标称控制器控制标称受控对象。利用非线性状态观测器估计受控系统中的不确定性和外界环境干扰,并通过补偿控制律补偿,使整个闭环控制系统具有鲁棒性。将此方法应用于鱼雷型无人水下航行器鲁棒控制器的设计,可大大提高鱼雷型无人水下航行器航行过程中对干扰的抑制和对不确定性的适应能力,保证鱼雷型无人水下航行器在整个航行过程中的姿态稳定,以保证航行任务的完成。     

鱼雷型无人水下航行器鲁棒控制器设计

针对鱼雷型无人水下航行器航行过程中外界环境干扰复杂,航行体系统内部干扰严重的特殊问题,并同时考虑系统参数剧烈变化造成的系统不确定性,设计纵向鲁棒控制器。该控制器采用PID控制器作为标称控制器控制标称受控对象。利用非线性状态观测器估计受控系统中的不确定性和外界环境干扰,并通过补偿控制律补偿,使整个闭环控制系统具有鲁棒性。将此方法应用于鱼雷型无人水下航行器鲁棒控制器的设计,可大大提高鱼雷型无人水下航行器航行过程中对干扰的抑制和对不确定性的适应能力,保证鱼雷型无人水下航行器在整个航行过程中的姿态稳定,以保证航行任务的完成。     

Backstepping在船舶航向自适应鲁棒非线性控制器设计中的应用

船舶航向控制器在船舶整体控制系统中发挥着重要作用,是船舶安全稳定航行的关键。考虑到航行过程中外界干扰具有诸多不确定性,以及船舶控制存在非线性,本文利用Backstepping的设计方法,结合自适应鲁棒控制,提出带有积分器的航向控制器控制方案,并应用到船舶航向控制器的设计中,仿真结果证明该方案下的控制器有效性良好。     

基于Backstepping的船舶航向自适应鲁棒非线性控制器设计

针对非线性船舶航向控制中船舶参数不确定性以及外界干扰随机性的特点,提出了一种基于Backstepping的自适应鲁棒控制器非线性系统的设计方法.为了消除静态误差,设计过程中引入了积分器,并借助Lyapunov函数证明了该控制策略使得闭环系统全局一致最终有界,选取恰当的设计参数可保证航向保持误差任意小.仿真结果表明所设计的控制器是有效的.     

基于Backstepping的船舶航向自适应鲁棒

针对非线性船舶航向控制中船舶参数不确定性以及外界干扰随机性的特点，提出了一种基于Backstepping的自适应鲁棒控制器非线性系统的设计方法．为了消除静态误差，设计过程中引入了积分器，并借助Lyapunov函数证明了该控制策略使得闭环系统全局一致最终有界，选取恰当的设计参数可保证航向保持误差任意小．仿真结果表明所设计的控制器是有效的．     

自适应免疫遗传算法在船舶航向控制器中的应用

传统的船舶航海控制器由于性能一般,当遇到复杂的海洋环境时,往往不能胜任船舶的操控要求,而且其安全性也较差,因此在船舶航向控制器设计时,需要综合考虑操作的稳定性和安全性。本文采用自适应免疫遗传算法对航向控制器的工作参数进行优化,增强该控制器的鲁棒性和抗干扰能力,能够适应复杂的海洋环境。通过遗传算法进行PID控制器设计,校正控制器的各项参数。在干扰信号的输入下,航向控制器能够始终维持稳定的航向角,说明此控制器的抗干扰能力良好。     

船舶航向不对称信息理论与非线性逆推鲁棒控制算法

  目的  船舶航向保持是船舶自动导航的核心,其实现离不开非线性控制算法的设计。为了简化控制器的设计过程,提高系统鲁棒性,节省控制器的能量输出,提出一种基于Lyapunov函数改进的具有非线性反馈的控制器。  方法  首先,通过构建Lyapunov函数,简化控制器设计过程,避免非线性控制律对消系统的非线性项;然后,用指数函数处理后的航向误差代替航向误差本身的非线性反馈项,优化控制系统设计,减少能耗;最后,以实际船舶“育鹏”轮为例进行系统仿真。  结果  结果显示,采用上述方法设计的控制器控制效果良好,更加节能,且系统具有鲁棒性。  结论  研究表明,非线性反馈项的引入可以优化控制系统,其能节能的优点在实际工程应用中具有重要意义。     

采用TCS控制器的船舶导航系统开发

海上船舶可利用锚泊位置与时间修正GPS等卫星信号误差,传统锚泊定位系统采用工具与人工测距,其人为误差较大,且较易受到海上环境影响。TCS为船舶牵引力控制系统,在控制锚泊过程中能够精确控制钢绳张力,精确自动测定锚泊定位系统与导航卫星信号误差。本文重点研究基于TCS控制器的船舶卫星导航系统,最后进行了仿真。     

黄金分割法在船舶航行控制中的应用研究

将舵角变化很小的船舶航行系统看成是一阶Nomoto线性模型,在此基础上通过最小方差控制理论得到了黄金分割自适应控制系数;然后利用雅各布理论说明对于时变离散线性二阶闭环系统,黄金分割法在船舶控制中的鲁棒性;最后通过仿真实验以及PID控制来说明本文所采用的黄金分割法的有效性。本算法能够降低环境参数对船舶航行的干扰,保证船舶的安全行驶。     

非线性规划算法在船舶型线优化中的应用

船舶型线的优化设计有助于减小船舶航行的阻力,改善船舶的结构应力,提高船舶的航行效率和质量。目前,船舶型线优化技术主要针对船体的水动力性能优化,存在优化范围大、耗时长且优化精度低等缺点,因此,研究一种良好的船舶线型优化技术迫在眉睫。本文首先建立了船舶的兴波阻力数学模型,在此基础上将非线性规划算法和遗传算法应用于船舶的型线优化中,并详细介绍了船舶型线多目标优化的过程。后期的试验结果表明,采用该非线性规划算法的船舶型线优化技术具有精度高、寻优快等优点。     

非线性控制技术在船舶航迹跟踪控制器开发的应用

航迹跟踪控制器通过航向﹑航速传感器及GPS卫星信号等对目标跟踪。由于海上多变的气候环境因素,实际的控制器存在广泛的非线性因素,从而产生了误差,降低了控制器跟踪精度。随着神经网络及信息技术发展,基于RBF神经网络的非线性函数求解得到了快速发展。本文研究船舶航迹非线性控制方程,提出了基于神经网络跟踪控制算法,最后进行仿真。