船舶運動智能控制及其虛擬仿真的研究.pdf

1、該文對于船舶運動的建模、智能控制策略及其可視化仿真系統(tǒng)即虛擬仿真系統(tǒng)進行了系統(tǒng)的研究.主要討論了以下部分:1)船舶數(shù)學模型的建立;2)PID、變形PID控制算法、智能PID、模糊控制和多模態(tài)控制算法的研究;3)船舶運動控制虛擬仿真環(huán)境的生成.建立船舶運動的數(shù)學模型是進行船舶運動控制和仿真的基礎.該文詳細討論了包括狀態(tài)空間型和傳遞函數(shù)型的船舶平面運動線性和非線性數(shù)學模型.作者結(jié)合所參加科研項目,建立了基于實船數(shù)據(jù)的當前國際上第五代超巴拿馬

2、型5446TEU集裝箱船實船數(shù)據(jù)的運動數(shù)學模型,計算結(jié)果表明仿真模型與實船試航數(shù)據(jù)相吻合.船舶運動控制研究面臨的主要困難在于船舶動態(tài)過程存在的不確定性和非線性問題,以及隨機的環(huán)境干擾和量測信息的不精確性.智能控制策略與傳統(tǒng)控制方法相結(jié)合,為解決上述問題、設計高性能的船舶運動控制器提供了新的契機.該文針對船舶運動控制問題詳細討論了智能PID控制器,基于神經(jīng)網(wǎng)絡的參數(shù)自整定智能PID控制器,模糊航向控制器,基于模糊和自整定PID的多模態(tài)控制

3、器等,多個仿真結(jié)果驗證上述智能控制算法的有效性.建立一個良好的仿真環(huán)境是檢驗各種控制算法的有效手段.仿真技術已經(jīng)成為分析、研究各種系統(tǒng),尤其是復雜系統(tǒng)的重要工具.該文研究并生成了包括航向和主機的船舶運動控制虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng),它突出了人在控制回路中的作用,可以進行在線實時仿真,并支持如數(shù)據(jù)頭盔、立體眼鏡等虛擬現(xiàn)實設備.操作者可以戴上立體視覺設備在投影機的大屏幕上觀察到具有沉浸感的三維立體船舶運動場景.在該仿真環(huán)境上,可以選擇多種算法進行船