基于自适应模糊算法的船舶动力定位系统控制器研究.pdf

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1、总第95期现代工业经济和信息化TOtalof952015年第11期ModernIndustrialEconomyandInformationizationNo．112015工程技术基于自适应模糊算法的船舶动力定位系统控制器研究郭明芳(舟山中远船务工程有限公司技术中心，浙江舟山316131)摘要：文章基于自适应模糊算法对纵荡、横荡、艏摇三个方向分别用三个独立的控制器来进行控制，有效提高船舶动力定位系统的抗干扰能力和定位精度。关键词：自适应；模糊算法；动力定位中图分类号：U661．31文献标识码：A文章

2、编号：2095—0748(2015)11—0061—02引言1自适应模糊算法介绍船舶动力定位系统是指在不借助锚泊系统与其一般对于复杂大型系统来说，精确控制对象，它外力的情况下，通过动力定位系统的各种传感器准确数学表达或数学模型很难得，受到影响因素和不断检测船舶所在实际位置和所设定目标位置的偏干扰变量非常多，无法进行定量计算和分析，所以差，然后根据各种外界扰动力的影响推算出船舶恢精确控制也无从谈起。模糊算法近几年受到工程师复到设定目标所需的推力和推力矩大小，使船舶可的高度重视和大规模应用。模糊算法，是

3、指在控制以稳定在海上的目标点⋯。如今海洋资源越来越受到系统中用模糊数学和专家系统来表达非线性的表达国际青睐，船舶动力定位技术也越来越受到造船工的对象，进而用这种模糊的逻辑来进行系统控制器业的重视。船舶动力定位系统受环境因素影响很的设计，模糊算法是一种比较特殊的、被数学定量大、具有多个自变量、耦合性非常强的非线性模糊表述的非线性的控制。系统，如何对船舶动力进行定位设计，受到船舶动不同模糊集合中的元素，组成的集合一般用隶属力设计工程师的重视，各种技术也不断应用到船舶度函数来表示。隶属度函数有多种多样的形

4、状。隶动力定位设计上。属度函数一般常用的有钟形、梯形、三角形、高斯型本文利用自适应模糊算法对于复杂的控制系统隶属度函数，其中最为常用的是三角形。自适应模糊具有明显效果，基于自适应模糊算法对纵荡、横算法是在模糊算法中加入自适应控制，会对被控对象荡、艏摇三个方向分别用三个独立的控制器来进行进行自适应的模糊控制，这种算法具有自适应性和鲁控制。通过设计自适应的模糊算法，跟传统的PID算棒性，用自适应实时学习被控对象的各种动态的变法相比，控制效果要好很多，自适应的模糊算法可动，把这种学习来的实时变化性自动的实

5、时调整模糊以有效提高船舶动力定位系统的抗干扰能力和定位控制器，所以系统的鲁棒性会更加强。该算法具有良精度，在实际船舶动力定位系统设计中具有推广应好的通用性，可以把控制策略和被控对象的动态学习用价值。及时加入到控制系统中。2定位系统控制器设计收稿日期：2015—05—15作者简介：郭明芳(1984一)，女，辽宁人，工学学士，设计模糊算法的核心思想是把系统输入进行模糊化师，助理工程师，研究方向：船舶动力。处理，把专家系统用IF—THEN规则进行表达，经过模糊算法进行推理就可以得到模糊控制的结果，然现代工

6、业经济和信息化·62·xdgyjjxxhx@163．COrn第5卷后把模糊输出转化为实际的输出变量，作用于模糊通过系统设计，用MATLAB进行仿真实验，设控制器，就可以实现模糊控制了。计的自适应模糊算法的动力定位系统控制器可以很船舶动力定位中，为了更好建立数学模型，在好的控制船舶动力定位，并具有稳定性，控制效果动力定位系统控制器设计中，对纵荡、横荡、艏摇比较好，设计的控制器具有较高的鲁棒性。三个方向分别用三个独立的控制器来进行控制。这3结语里假设纵荡、横荡、艏摇三个方向的耦合为零。系本文主要针对船舶

7、动力定位不确定性因素，提统的输入为：纵向控制器上输入是纵向位置的预测出自适应模糊控制方法，通过纵向、横向、艏向三偏差及偏差变化率，横向控制器上输入为横向位置个方向控制器的设计，经过MATLAB仿真实验，证的预测偏差及偏差变化率，艏向控制器的输入是艏明该算法的设计具有较好的船舶动力定位能力，加向的预测偏差及偏差变化率。系统的输出为纵向、入系统干扰后该算法具有较高的鲁棒性。横向、艏向三个方向的推力指令。对于船舶在复杂海况下的动力定位，自适应的模糊算法控制器控制变量主要是船舶的实际位置和参考文献目标位置的

8、偏差，船舶实际艏向和目标艏向之间的[1】齐亮．船舶动力定位系统的广义预测控制方法研究U】冲国造船，2010(3)：20—21．偏差。为了反映船舶对于目标位置的实际运动变[2】周利．动力定位控制系统研究U1．船海工程，2008(2)：35—36．化，必须考虑船舶的横向、纵向的速度因素，船舶【3】李少远．基于模糊推理和广义预测的组合控制U】．南开大艏摇的角速度信息。只有这样才能得到更合理的动学学报，1997(2)：41-42．力定位控制。(编辑：王慧芳)TheResear