大型舰船综合减摇系统无模型自适应控制

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1、第26卷第11期控制理论与应用Vbl_26No．112009年11月ControlTheory&ApplicationsNOV．2009文章编号：1000—8152(2009)11—1289—04大型舰船综合减摇系统无模型自适应控制马洁，陈智勇，侯忠生(1．北京机械工业学院计算机及自动化系，北京100192；2．北京交通大学先进控制系统研究所，北京lOOO44)摘要：针对减摇鳍单独控制，减摇水舱单独控制和鳍，被动水舱综合控制3种减摇系统设计了无模型自适应控制方案，并对相应的减摇效果进行仿真研究．仿真研究结果表明：大型舰船采用基于无模型自适应控制的鳍／

2、被动水舱联合减摇方案，其工作性能好于单独使用减摇鳍或减摇水舱等减摇装置的性能，在各种航态下都能满足系统设计要求．另外，无模型自适应控制仅用系统I／O数据，不必事先建立系统精确的数学模型，可适应海况的变化，且参数调整少，计算量小，还能适应系统对快速性的要求．关键词：大型舰船：鳍／被动水舱；非线性系统；无模型自适应控制中图分类号：TP273文献标识码：AModel·-freeadaptivecontrolofintegratedroll--reducingsystemforlargewarshipsMAJie．CHENZhi—yong．HOUZhong—

3、sheng(1．DepartmentofComputerScienceandAutomation，BeijingInstituteofMachinery,Beijing100192，China；2．AdvancedControlSystemsLab，BeijingJiaotongUniversity,Beijing100044，China)Abstract：Weproposeamodel—freeadaptivecontrol(MFACschemetotackletherollingofalargewarshipbyintegrat—ingthree

4、separateroll—reducingstrategiesofthewarship，i．e．，thesinglefinstabilizercontrol，thesingleroll—reducingtankconUolandtheintegratedfin／roll—reducingtankcontro1．Simulationresultsshowthatthisintegratedschemeprovidesmuchbetterperformancethanthatofthefin—controlortheroll—reducingtankco

5、ntrolinindependentoperation．Theintegratedroll—reducingstrategyhastheroll—reducingabilityinfu1l—conditions；itdealswithencounteringwavesindiferentdirec—tionsanddiferentshipspeeds．Furthermore．sincetheMFAC—basedcontrolleronlyusestheI／0data．theexactmathematicmodeliSnotneededinadvanc

6、e；thismakesitadaptabletovariousseasituations．Theadjustableparametersarefew．andthecomputationrequiredislittle．Keywords：largewarships；fin／roll—reducingtank；nonlinearsystem；model—freeadaptivecontrol(MFAC)1引言(Introduction)素决定：一是综合减摇系统中减摇鳍和被动水舱的随着船舶作战使命复杂性的提高和高技术装备配置方案；二是所采取的控制策略．控制

7、策略可分为的应用，特别是对有舰载机的大型水面舰艇，剧烈的基于模型的控制和基于数据驱动的控制．实际海况摇荡不但会影响飞机的起降和着舰，还会引起飞机下的船舶减摇系统是具有高度非线性，时变的，强的安全运行．因此，要求其在海浪中的摇摆尽可能的耦合的复杂系统，很难或无法建立其准确的数学模小，而且还要求其在全航速下都具有减摇能力．型[2]．基于数据驱动的控制方法仅依赖于系统的测量数据，不依赖于系统精确的数学模型，正受到越来减摇鳍和减摇水舱是应用最广泛的船舶减摇装越多的关注．无模型白适应控制仅利用系统的输入置，然而它们都存在一定局限，无法保证船舶在各种输出数据自动

8、建模，并且有一定的系统稳定性分析航速和各种海情下都具有很好的减摇效果，大型水来保证系统的闭环稳定．本文采用无