具有指定控制性能的船舶航向保持控制研究

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1、分类号密级ＵＤＣ１０１１单位代码５大连海事大学博击学位论文具有指定控制性能的船舶航向保持控制研究田侣军指导教师刘正江职称教授学位授予单位大连海事大学申请学位类别工学博±学科（专业）交通信息工程及控制论文完成日期２０１５．．０６答辩日期２０１５口答辩委员会主席ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅＳｈｉｐＣｏｕｒｓｅＫｅｅｐｉｎｇＣｏｎｔｒｏｌｗｉｔｈｔｈｅＰｒｅｓｃｒｉｂｅｄＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＤｉｓｓ化ｔａ村ｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄ化ＤａｌｉａｎＭａｒｉｔｉｍｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ

2、ＩｎａｒｔｉａｌｆｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｅｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｄｅｒｅｅｏｆｐｑｇＤｏｃｔｏｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｂｙＴｉａｎＢａｉｕｎｊＴｒａｆｆｉｃＩｎ化ｒｍａｔｉｏｎＥｎｉｎｅｅｒｉｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ（ｇｇ）Ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ／ＴｈｅｓｉｓＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：ＰｒｏｆｅｓｓｏｒＬｉｕＺｈｅｎｇｊｉａｎｇＪｕｎｅ２０１５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±学位论文具

3、有指定控制性能的船舶航向保持控制研究。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个人和集体，均已在文中Ｗ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；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、使用研巧生学位论文的规定，即；大连海事大学有权保留并向国家有关部ｎ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

4、手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕±学位论文全文数据库》（中国学术期刊（光盘版）电子杂志化）、《中国学位论文全文数据库》（中国科学技术信息研巧所）等数据库中，并电子出版物形式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□在年解密后适用本授权书。不保密＂＂ｖ／ｃ请在Ｗ上方框内打Ｖ）论文作者签之－心名导师签名：义［＾曰巧：＞Ｄｉｒ年抑义尸创新点摘要一针对类不确定严反馈非线性系统，从不同角度（漂移不确定、增益不确定、暂态性能和稳态性能）有针对性地提出了新的控制算法，解决了闭环系统无法预先指定暂态和稳

5、态控制性能的问题。并将之应用于船舶航向保持控制，设计实际控制器。基于Ｍａｔｌ化仿真实验，结果验证了所提控制算法的有效性。一（１）针对系统中存在的漂移不确定问题，提出种新的鲁棒义调节控制算法，实现了对系统稳态控制性能的预先指定，其稳态误差收敛到预先指定的区域内；一针对系统中存在的符号已知的控制増益不确定问题，设计了种更普遍（巧、更有效的鲁棒？Ｉ调节控制算法，能够同时处理漂移不确定和控制增益不确定问题，一实现了对系统稳态控制性能的预先指定，并使所有信号满足致最终有巧且跟踪误差最终收敛于预先指定的区域内。３一针对系统中存在的符号未知的控制増益不确定问题，构建种新的

6、（）ｂａｕｍ一Ｎｕｓｓ稳定性引理Ｉ调节，提出种能够有效处理时变控制増益不确定的鲁棒；控制算法，能够同时处理漂移不确定和控制増溢不确定问题，实现了对系统稳态一控制性能的预先指定，并使所有信号满足致最终有界且跟踪误差最终收敛于预先指定的区域内。（４）针对闭环系统的暂态／稳态控制性能问题，通过引入性能函数将考虑暂态／一一稳态控制性能的约束系统转换为无约束的般非线性系统，提出了种同时考虑暂态／稳态控制性能的控制算法。该算法不仅能够保证闭环系统输出误差最终收敛于一个预先指定的区域内，而且还可Ｗ保证系统满足预先指定的暂态性能。Ｉ中文摘要摘要、随着造船技术的长

7、足进步和世界航运业的蓮勃发展，船舶趋向于专业化大，对船舶运动控型化、自动化及高速化，对船舶操纵、控制性能的要求越来越高制地研巧也就显得越来越重要。其中，船舶航向保持控制研巧成为船舶运动控制一个重要研究方向领域的。船舶在海上航行过程中，由于装载状态、航速等变化，使船舶航向保持控制系统具有非线性的影响和风、浪、流等外界因素的干扰、不确定性等特点一。因此，对其控制性能的进步研究具有重