相对漂浮船舶动力定位的跟踪控制方法研究

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1、相对漂浮船舶动力定位的跟踪控制方法研究—置暑置i譬i暑置

2、—暑暑薯皇宣篁暑暑罩置宣宣置宣暑i置置高皇暑；暑；；；宣II———————————一17E'li置皇暑薯摘要现在动力定位(DynamicPositioning，DP)系统在研究和应用上都已经非常成熟，但关于相对水面动目标的动力定位技术在国内还不曾具体研究过。本文提出了相对漂浮船舶动力定位的跟踪控制的概念，不是传统的定点定位和循迹跟踪，而是要求定位船跟踪一个在海面上自由漂浮的目标船，使两船始终保持相对固定的位置和艏向，并对该技术进行初步研究。本文建立了动力定位船舶的低频运动和高频运动

3、数学模型、推进器模型、测量模型，同时对风、浪、流等外界环境扰动的数学模型进行描述。自由漂浮船采用了与定位船相同的数学模型进行仿真。给出了定轴推力器与全回转推力器的布置以及推力分配策略。介绍了数字式PID的控制算法，给出了神经网络的学习方式、网络结构等有关概念，着重分析了有关BP网络和对角回归网络(D对州)的特性。结合相对自由漂浮运动船舶的动力定位系统设计了基于神经网络的BP—PID和DRNN—PID两种控制器用来对定位船加以控制。最后结合所设计的控制器进行仿真研究。同时将DRNN—PID控制器跟BP-_PID控制器的控制效果进行比较。最后

4、，通过对系统的仿真结果可以看出，DRNN—PID控制器具有控制精度比较高、响应时间比较短及稳定性比较性强的特点，对不同海流的干扰具有一定的适应能力。同时也验证了本文系统模型的正确性和准确性，表明该控制方法具有一定的理论意义及实用价值。关键词：船舶；动力定位；跟踪控制；神经网络相对漂浮船舶动力定位的跟踪控制方法研究ABSTRACTNowadays，theresearchondynamicpositioningsystemfDPS)isbecomingmoreandmoreMvanced．Butthedissertationabouttheo

5、ffshoretargetwithrandommovementisnotinvolved．Theoffshoreshipinferredisfreelyfloatinginthecontroloftheenvironmenteffect．Thedissertationputsforwardtheideaabouttheresearchonthetrackingcontrolofthedynamicpositioningsystemrelativetoafreelyfloatingvessel．ItkeepstheDPshipwithflo

6、atingshipinthefixedlocationandheading,whilethetraditionalDPScharacteristicisthattheDPSoffshoretargetisafixedlocationortrack．Ifthemethodcouldbeusedinthepractice，itwillcontributetotheexploitationoftheoceanandtheaggiornamentoofthenavy．Asimplemotionlowfrequencyandhighfrequenc

7、ymathematicalmodelofvesselareestablished．Thethruster，measurementandenvironmentincludingwiIldwaveandcurrentmodelsarealsoestablished．ThefloatingshipadoptsthemodelasthesameastheDPshipandissimulatedinthecontroloftheenvironment．AfterthepresentationofthedigitalPIDalgorithm，then

8、eutralnetworkframeworkisintroduced，andtheBPalgorithmDiagonalRecurrentNeuralNetwork’Scharacteristicispresented．AsthenewDPSisconsidered，theapplicationofBPbasedPIDandDRNNbasedPIDhybridinversedcontroltechniquesisdesignedandanalyzed．Comparingthearithmeticofhybridcontrol，wecans

9、eethattheDRNN—PIDcontrollerhasthefeatureofhilghprecision,quick—response,andhighstability,andital