船舶减摇鳍系统的智能自抗扰控制研究

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1、万方数据分类号UDC密级单位代码大连海事大学全日制学术型硕士研究生学位论文船舶减摇鳍系统的智能自抗扰控制研究(学位论文形式：综合研究)魏文指导教师郭晨职称教授学位授予单位大连海事大学申请学位类别工学硕士学科(专业)控制科学与工程论文完成日期2014年11月答辩日期2014年11月答辩委员会主席万方数据ResearchonIntelligentADRCforShipFinStabilizerSystemAthesisSubmittedtoDalianMaritimeUniversityInp．artialfulfill

2、mentoftherequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringWeiWen(ControlScienceandEngineering)ThesisSupervisor：ProfessorGuoChenNovember，2014万方数据大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，撰写成博／硕士学位论文!监趟蕉堡鳢丕堡笪塑能自擅垫撞鱼』婴窒：。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的

3、个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体己经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：鲞魅欠学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《

4、中国优秀博硕士学位论文全文数据库》(中国学术期刊(光盘版)电子杂志社)、《中国学位论文全文数据库》(中国科学技术信息研究所)等数据库中，并以电子出版物形式出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于：保密口在——年解密后适用本授权书。不保密口(请在以上方框内打“√”)论文作者签名：锯支导师签名：日期：汐¨年万方数据中文摘要摘要减摇鳍控制器是船舶减摇鳍系统的重要组成部分，对整个船舶的安全性、舒适性和稳定运行都有着非常重要的影响。当前我国装备减摇鳍的船舶规模不断扩大，对减摇鳍控制器稳定性、灵活性和

5、控制性能提出了更高的要求。针对上述情况，本文以船舶减摇鳍控制系统为研究对象，对不同海况下船舶的横摇运动和减摇鳍智能自抗扰控制算法做了比较深入的仿真研究。所完成的具体研究工作主要包括以下四个部分：(1)基于谱分析理论，对随机海浪进行了建模与仿真计算，以及在不同的海况下，对长峰波波倾角进行了仿真研究。根据船舶受力分析结果，结合“育鲲”号和“北海救1t5”轮的实船数据，建立的它们的船舶线性横摇运动模型。(2)分析研究船舶减摇鳍控制系统原理及其结构构成部分，得到各个部分的传递函数，结合本文的研究对象“北海救115”轮实船数据

6、，建立基于PID控制的船舶减摇鳍控制系统，得到仿真结果并与开环条件下进行比较分析，为后续研究奠定基础。(3)基于非线性扩张状态观测器的自抗扰控制理论能够实时、迅速、准确地获得对象摄动及外扰作用的信息。通过对系统未知扰动和不确定量进行估计，并将所得到的估计量反馈到控制系统中，从而实现不确定的非线性系统的动态线性化。本文对基于自抗扰控制器的船舶减摇鳍控制系统进行了仿真研究，计算结果体现出具有较好的控制效果和精度及鲁棒性和适应性。(4)本文根据自抗扰控制器以及其中扩张状态观测器能够对系统未知扰动的估计特性，将神经嘲络与其相

7、结合，利用神经网络能够补偿控制对象的部分变化，减轻了扩张状态观测器的负担，进而获得了“鲁棒性”更强的神经网络一自抗扰控制器。仿真结果表明，建立的船舶减摇鳍神经网络自抗扰控制系统能够更好地应对复杂海况，取得了良好的减摇效果。关键词：减摇鳍；自抗扰控制器；扩张状态观测器；神经网络万方数据英文摘要ABSTRACTAnti-rollingfincontrollerisoneofthemostimportantcomponentsoftheshipanti-rollingfinsystem，whichhasagreatinfl

8、uenceonthesecurity，comfortandstableoperationoftheship．Currently，theenlargingscaleofships，whichequip埘thanti-rollingfin，requiresanti-rollingfincontrollermorestableandflexiblea