適應(yīng)于變化海況的動力定位混合控制器的研究.pdf

1、隨著人類向深海進軍,動力定位系統(tǒng)越來越廣泛地應(yīng)用與海上作業(yè)船舶(海洋考察船、半潛船等)、海上平臺(海洋鉆井平臺等)、水下潛器(ROV)和軍用艦船(布雷艦、潛艇母船等)。它一般由位置測量系統(tǒng),控制系統(tǒng),推力系統(tǒng)三部分構(gòu)成。位置測量系統(tǒng)(傳感器)測量當前船位,控制器根據(jù)測量船位與期望值的偏差,計算出抗拒環(huán)境干擾力(風、浪、流)使船舶恢復(fù)到期望位置所需的推力,推力系統(tǒng)進行能量管理并對各推力器的推力進行分配,推力器產(chǎn)生的推力使船舶(平臺)在風浪

2、流的干擾下保持設(shè)定的航向和船位。動力定位系統(tǒng)的核心是控制技術(shù),它標志著動力定位系統(tǒng)的發(fā)展水平。
　　 船舶動力定位系統(tǒng)在海上進行作業(yè)時,要求系統(tǒng)有能力在不同的海況下良好的運行,滿足不同任務(wù)的需要,并具有可靠性與經(jīng)濟性,同時擴大船舶在海洋中的可操作天氣范圍,延長船舶海洋中的可運行時間。面對這種過程動態(tài)變化大的實際情況,傳統(tǒng)的單一動力定位控制器存在著效率低的問題,因此,本文中引入了混合控制概念。
　　 本文在合理假設(shè)的條件下

3、,通過對船舶的運動學和動力學的分析,建立了動力定位船舶數(shù)學模型。通過研究螺旋槳和舵的特性,給出了推進器數(shù)學模型。針對二階波浪漂移力這一慢變的環(huán)境力,給出了環(huán)境力的估計模型。
　　 基于線性條件與非線性條件下的監(jiān)督切換控制理論,研究了線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)的駐留時間切換邏輯以及非線性系統(tǒng)的滯環(huán)切換邏輯。然后,通過引入動力定位混合控制這一新概念,即將一些滿足不同控制目標的控制器進行結(jié)合,集成了混合動力定位控制系統(tǒng),用以克服傳統(tǒng)的單一控