船舶编队航行中的补给控制.pdf

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1、妒-．‘分类号UDC密级单位代码10151船舶编队航行中的补给控制文世喜指导教师郭戈职称学位授予单位教授大连海事大学申请学位级别工学硕士学科(专业)控制理论与控制工程7论文完成日期2011年6月答辩日期2011年6月答辩委员会主席辽鱼叠●————．．I．--_■●-●I反户●UnderwayReplenishmentControlforVesselso’●‘●1n·‘cruisingin量ormatiOnAthesisSubmittedtoDalianMaritimeUniversityInpartialful

2、fillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringbyWenShixi(ControlTheoryandControlEngineering)ThesisSulcProfessorGmGellesisSupervisor：rotessornoeJune2011智h．’一善●◆■、‘I●．0l钿◆·■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，撰写成硕士学位论文：：笠堑缠

3、丛魑堑生的空E给丝剑==。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已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：玄丝丕．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

4、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《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：丈世j轻导师签日期：2汐lJ年]月J日■丫▲?『y、‘f2●'■}’，0『’自中文摘要摘要近年来，随着航运事业的不断发展

5、以及船舶自动化控制技术不断需求，船舶的航行补给控制问题已引起人们的广泛关注。船舶的航行补给作为保证船舶正常作业的重要手段，可为船舶提供有利的后勤保障，从而提高船舶的续航能力及作业范围，因此对船舶的航行补给控制问题的研究具有重要的实际意义。船舶航行补给分为单个船舶对单个船舶、单个船舶对多个船舶和多个船舶对多个船舶三种方式，其中，单个船舶航行补给控制问题较简单，已得到妥善解决。本文旨在解决船舶编队航行中单个船舶对多个船舶的自动补给控制问题。我们对船舶航行补给控制问题进行了深入的研究，主要的研究内容如下：第一，对编队

6、航行补给控制问题进行描述。我们将其描述成补给船舶对编队船舶的同步航迹跟踪控制问题。同时，给出了对补给船舶的两个控制目标，分别是：1)对以参数为变量的参照航迹的跟踪控制；2)与船舶编队的同步控制。第二，针对控制目标1)，考虑了补给船舶为编队船舶中的一只船舶进行补给操作时的位置关系，提出一种非线性自适应PD控制方法用于补给船舶的航迹跟踪控制，并且能够有效抑制补给操作过程中，由于风、浪、流等引起的干扰。通过仿真实验，验证了控制器的控制效果。第三，针对控制目标2)，考虑到船舶间的通信范围和信道有限，基于图论和分布式控制

7、中的一致性算法，对补给船舶与船舶编队的航迹参数进行设计，保证补给船舶与编队船舶的同步航行。在一致性算法的分析过程中，考虑到了船舶间的通信系统存在的延时对一致性算法渐近性的影响。通过仿真实验，验证了算法的可行性与正确性。第四，结合为补给船舶所设计的航迹跟踪控制器及同步控制器，我们利用MATLABLsimulink软件，给出了补给船舶为船舶编队中的每只船舶进行航行补给操作的仿真实验，验证了算法的可行性与正确性。最后，对本文进行概括性总结，并且提出了船舶编队航行补给控制问题中有待进一步解决的问题。关键词：船舶航行补给

8、；非线性PD控制器；一致性算法I、Yn√trv～，●甸英文摘要ABSTRACTOverthepastfewyears，along州tIltheincreasingdevelopmentofshipstransportationandthedemandofautomatizationofships，underwayreplenishmenthasreceivedincreasingatt