魯棒控制在操舵系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、船舶操縱系統(tǒng)是船舶上非常重要的船舶運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。由于船舶運(yùn)動(dòng)呈非線性，船舶運(yùn)動(dòng)動(dòng)態(tài)特性又與航行工況密切相關(guān)，還受風(fēng)、浪、流等各種干擾，所受到的水動(dòng)力和干擾情況非常復(fù)雜，而且執(zhí)行機(jī)構(gòu)還存在明顯的死區(qū)、繼電等非線性，所以船舶操縱是極其復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，給船舶的運(yùn)動(dòng)控制帶來(lái)的難度。為在精確、經(jīng)濟(jì)和可靠的前提下，實(shí)施對(duì)船舶的有效操縱控制，本文以某型船為例，對(duì)操舵系統(tǒng)和船舶航向控制系統(tǒng)的控制方法進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。 首先分析了操舵系統(tǒng)的原理和結(jié)構(gòu)，

2、建立了液壓操舵系統(tǒng)模型。接著建立船舶運(yùn)動(dòng)模型、船舶外界環(huán)境干擾模型和自動(dòng)舵的數(shù)學(xué)模型。然后在此基礎(chǔ)上利用MATLAB提供的Simulink動(dòng)態(tài)仿真環(huán)境，分析討論了操舵系統(tǒng)和航向控制系統(tǒng)在無(wú)干擾和有干擾條件下，舵角的跟蹤精度和魯棒性，船舶航向的穩(wěn)定性等。 最后將魯棒控制算法應(yīng)用于操舵系統(tǒng)及船舶航向控制系統(tǒng)，運(yùn)用仿真與傳統(tǒng)的PID控制方式進(jìn)行了對(duì)比，通過(guò)各種情況下的仿真研究表明，先進(jìn)控制算法魯棒控制技術(shù)應(yīng)用于船舶操縱控制系統(tǒng)，將明顯