船舶动力定位系统的智能控制与鲁棒控制

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1、船舶动力定位系统的智能控制与鲁棒控制摘要随着人类开发海洋的触角伸向深海和远海，动力定位自诞生之曰起，就被赋予了很重要的使命。动力定位的主要作用是依靠船舶或海洋结构物自身的动力系统，使船舶或海洋结构物保持在设定的位置和方向上。这其中涉及到很多亟待解决的问题，而控制器的设计是其中最关键的一个问题。动力定位系统控制器的研究，既有巨／大的工程应用价值，又有很重要的理论意义。／7本文研究的主要目的是在实验室条件下，设计可行的控制器，对一艘船模在各种海况下实施动力定位。文中首先综合阐述了国内外相关领域研究现状及存在的主要问题，并建立了船舶动力定位系统的数学模型，以便分析和设计控制系统。根据

2、船舶动力定位系统数学模型的特点和现阶段实际研究情况，设计了基于模糊控制的船舶动力定位系统，并进行了系统仿真与现场调试。详细介绍了模糊控制动力定位系统的软硬件组成与设计，分析了试验过程中存在的主要问题和试验数据。在此基础上，针对鲁捧控制在处理对象不确定性和鲁棒性方面有一定的优势，文中将鲁捧控制引入到船舶动力定位系统中，对纵荡方向船舶运动进行了分析设计。并将仿真结果与采用模糊控制器的动力定位系统控制效果进行了比较。研究结果表明，采用模糊控制器能对船舶在静水中实施有效的定位控制，但在存在风、海浪和海流干扰的海况Epw,lj效果不太理想。鲁棒控制器在静水中和给定的有风、海浪和海流干扰的

3、海况中都能对船舶实施有效的定位，具有一定的鲁棒性，并能减少推力系统的疲劳磨损，对模糊控制器做了很大的改进。关键词：动力定位，船模，模糊控制，鲁棒控制，仿真二，i。。，，t一SHIPDYNAMICPOSITIONINGSYSTEMUSINGINTELLIGENTCONTROLANDROBUSTCONTROLABSTRACTAshuman’Sactivitiesinexploitingtheoceanareenteringintothefaranddeepseas，DynamicPositioning(DP)isbearingmoreandmoreduty．Themajorrole

4、thatDPplaysistomaintainavessel’Sposition(fixedlocationanddirection)exclusivelybymeansofactivethrustersThisisrelatedtoalotofquestionstobesolvedurgently，ofwhichthedesigningofcontrolleristhekeyone．SotheresearchofDPShassignificantpracticalapplicationbenefitaswellastheoreticalimportanceThegoaloft

5、heresearchinthispaperistodesignafeasiblecontrollerforlaboratoryapplicationinvariousseacircumstances．Inthispaper,thelatestresearchinrelatedareaandthequestionsexistingaresummarizedbriefly．AndthemathematicalmodelofthesystemisestablishedforconvenienceofanalyzinganddesigningthecontrolsystemAccord

6、ingtothemathematicalmodelandresearchsituationatpresent，wedesignedfuzzy—logicbasedcontrollerforDPS，performedVIsimulationsanddidalotofexperimentsonspot．Inthepaperthehardwareandsoftwareofthecontrolsystemareintroducedindetail，themajorquestionsduringtheexperimentsandthedataareanalyzedOnthisbasis．

7、becauserobustcontrolhasadvanmgetodealwithplantuncertainty,weintroducedrobustcontroltoDPSanddesigned日。robustcontroller．WecomparedthesimulationresultswiththedatautilizingfuzzycontrollerTheresultsofthispapershowthatthemodelshipcanbekeptataspecifiedpos