图像处理技术的船舶航向控制测试平台设计

传统船舶航向控制测试平台采用的判定机制为量化数据对比判定机制,在机制中通过两组判定参数的比较,根据误差值大小判定控制精准度。虽然能够快速得到控制结果,但是得到的结果稳定性较差,极易出现加大误差。为了解决此类问题,设计平台引入图像处理技术,将量化数据转换为图像数据,总结出一套图像处理技术的船舶航向控制测试平台。首先,创建航向控制测试图像采集硬件,然后在硬件数据处理层分别采用航向控制图像判定策略定义,测试信号回波补偿算法以及误差阈值闭环增益优化,通过图像化数据参量优化,实现提升航向控制测试参量更新,提升控制准确率的效果。通过对比测试证明,提出设计平台能够满足上述设计预期标准。     

船舶航向跟踪系统自适应单神经网络控制

针对船舶航向非线性系统,考虑模型中存在的不确定性和外部干扰等未知项,设计一种基于动态面控制技术和单神经网络技术的自适应控制器。首先引入一阶低通滤波器,避开对虚拟控制律的解析求导,解决了传统后推方法中普遍存在的"计算膨胀"问题;然后将设计控制器过程中出现的未知部分积存到下一步,依此类推,一直到控制器设计的最后一步,仅用一个神经网络逼近器逼近系统中的未知部分;最后把神经网络权值的范数作为唯一的在线估计参数,使在线学习参数的数目显著减少。所设计的控制算法具有计算量小、结构简单及易于工程实现等特点。采用Lyapunov理论证明了系统中的信号都是半全局一致最终有界,示例仿真结果验证了所提算法的有效性。     

基于鲁棒自适应扰动观测器的船舶航向保持控制器设计

针对受外界海洋环境扰动的欠驱动船舶航向保持控制问题,设计一种基于鲁棒自适应扰动观测器的船舶航向保持控制算法。通过Lyapunov理论,证明设计的控制器半全局一致最终有界稳定(Semi-Global Uniform and Ultimately Bounded, SGUUB)。以"育鲲"轮为船舶模型,建立考虑外界干扰的非线性Nomoto数学模型,在4级海况下进行航向保持仿真试验,并且与已有的控制算法进行对比,仿真结果表明:在达到稳定之后,基于鲁棒自适应扰动观测器的船舶航向保持器能使舵机操舵频率明显下降,舵机损耗较低,进一步验证提出的控制器算法具有较好的控制效果和鲁棒性。     

基于粒子群优化反步法的船舶航向控制器设计

考虑到反步法在随机干扰下具有较优的控制效果,利用反步法设计基于Nomoto模型的船舶航向控制器;设计一种基于粒子群优化(Particle Swarm Optimization, PSO)反步法的航向控制器,其能通过优化不确定增益参数来消除部分冗余控制。通过仿真试验比较不同航向控制器的性能。仿真结果表明:粒子群优化反步法航向控制器具有更高的控制精度和更强的鲁棒性。     

基于自适应PIDNN的船舶航向模型辨识与控制

在研究PID神经网络控制方案的基础上,提出一种基于自适应PID神经网络的船舶航向控制方案,以对其进行辨识和控制.将自适应PID神经网络引入船舶的航向控制系统中,既具有常规PID控制结构简单、参数物理意义明确等优点,同时又具有神经网络的并行结构和学习记忆功能及非线性映射能力.仿真结果表明,该控制系统响应速度快、超调量小、稳态精度高,能够快速跟踪设定航向并进行有效控制,且具有自适应性和一定的鲁棒性,满足实时控制的要求.     

一种求解自航式声诱饵航向的方法

为精确求解自航式声诱饵的航向,通过分析自航式声诱饵的作战使用目的,得出声诱饵的航向应使鱼雷对声诱饵的发现概率最大的使用原则。依据此原则,运用解析法求解出声诱饵最优航向。     

船用捷联惯导系统动态初始对准技术研究

针对捷联惯组动态对准精度低,初始误差大且每次各异的缺点,提出利用船位推算位置误差对航向误差角进行补偿的方法.船体从起始位置航行到达一个位置已知点,由船位推算位置与实际位置的误差即可计算出航向误差角,同时消除累计位置误差,提高导航精度,最后通过湖态试验验证了该方法的有效性.     

基于反馈线性化的船舶航向保持模糊自适应控制

针对诺宾(Norbin)非线性船舶模型, 基于反馈线性化方法和由径向基函数(RBF)神经网络构建的模糊系统的逼近能力, 提出了基于反馈线性化的船舶航向保持模糊自适应控制算法。运用泰勒级数展开的线性化技术, 使模糊系统的所有参数均可实时调节, 引入了鲁棒控制消除模糊逼近系统带来的误差, 在李雅普诺夫稳定性理论的基础上导出了自适应控制率。该算法可以确保闭环系统渐近稳定, 使系统的模型跟踪误差为0, 优于传统的PID控制策略, 具有良好的自适应能力。     

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。     

基于云计算的海洋风场对船舶航线影响模型研究

为了满足节能减排及降低运营成本的需求,本文基于云计算,研究了海洋风场对船舶航向的影响,为海洋风力助航提供指导。首先本文分析海洋风场的风力分布特性;然后构建定速航向下风力助航的能耗模型及主机定输出时海洋风场对船舶航行的推动模型;最后提出结合云计算的航线优化方法及适度绕航方法。