船舶運(yùn)動智能控制及其虛擬仿真的研究.pdf

1、該文對于船舶運(yùn)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(jìn)行了系統(tǒng)的研究.主要討論了以下部分:1)船舶數(shù)學(xué)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(yùn)動控制虛擬仿真環(huán)境的生成.建立船舶運(yùn)動的數(shù)學(xué)模型是進(jìn)行船舶運(yùn)動控制和仿真的基礎(chǔ).該文詳細(xì)討論了包括狀態(tài)空間型和傳遞函數(shù)型的船舶平面運(yùn)動線性和非線性數(shù)學(xué)模型.作者結(jié)合所參加科研項目,建立了基于實(shí)船數(shù)據(jù)的當(dāng)前國際上第五代超巴拿馬

2、型5446TEU集裝箱船實(shí)船數(shù)據(jù)的運(yùn)動數(shù)學(xué)模型,計算結(jié)果表明仿真模型與實(shí)船試航數(shù)據(jù)相吻合.船舶運(yùn)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(jī)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(shè)計高性能的船舶運(yùn)動控制器提供了新的契機(jī).該文針對船舶運(yùn)動控制問題詳細(xì)討論了智能PID控制器,基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(yàn)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(yàn)各種控制算法的有效手段.仿真技術(shù)已經(jīng)成為分析、研究各種系統(tǒng),尤其是復(fù)雜系統(tǒng)的重要工具.該文研究并生成了包括航向和主機(jī)的船舶運(yùn)動控制虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng),它突出了人在控制回路中的作用,可以進(jìn)行在線實(shí)時仿真,并支持如數(shù)據(jù)頭盔、立體眼鏡等虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備.操作者可以戴上立體視覺設(shè)備在投影機(jī)的大屏幕上觀察到具有沉浸感的三維立體船舶運(yùn)動場景.在該仿真環(huán)境上,可以選擇多種算法進(jìn)行船