半潛式海洋平臺(tái)動(dòng)力定位復(fù)合自抗擾控制方法研究.pdf

1、動(dòng)力定位技術(shù)伴隨著人們開發(fā)海洋資源的深入而不斷發(fā)展，并廣泛地運(yùn)用于半潛式海洋平臺(tái)及船舶上?？刂品椒ǖ膬?yōu)劣對(duì)于動(dòng)力定位系統(tǒng)至關(guān)重要，然而，半潛式海洋平臺(tái)是一個(gè)非線性且伴有較大不確定性的系統(tǒng)，導(dǎo)致不能很精確地建立它的系統(tǒng)模型，同時(shí)海洋環(huán)境干擾較為復(fù)雜，因此人們需要尋找更加有效的控制方法以提高動(dòng)力定位精度。自抗擾控制是近年來發(fā)展起來的一種先進(jìn)控制技術(shù)，在處理非線性系統(tǒng)和大滯后被控對(duì)象的控制問題上效果顯著，但自抗擾控制仍然存在一些弊端，需要加以

2、改進(jìn)。因此，本文著眼于引入其他控制方法與自抗擾控制相結(jié)合，構(gòu)成復(fù)合自抗擾控制策略，并將其運(yùn)用于動(dòng)力定位領(lǐng)域。主要內(nèi)容如下：
　　1.對(duì)半潛式海洋平臺(tái)三自由度低頻模型及風(fēng)、浪、流等外界海洋環(huán)境模型進(jìn)行了探討，為便于設(shè)計(jì)控制器，對(duì)平臺(tái)低頻模型作了變形轉(zhuǎn)換，并做了仿真分析以檢驗(yàn)所建立的模型是否符合平臺(tái)一般運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
　　2.對(duì)自抗擾控制基本原理進(jìn)行了介紹，指出其對(duì)多變量耦合系統(tǒng)的控制較為有效，在此基礎(chǔ)上，對(duì)平臺(tái)模型進(jìn)行了解耦。此外

3、，在海洋平臺(tái)動(dòng)力定位系統(tǒng)上進(jìn)行了 PID控制與自抗擾控制的仿真結(jié)果對(duì)比，以直觀地闡述自抗擾控制相對(duì)PID的優(yōu)勢(shì)以及自抗擾控制自身的不足。
　　3.針對(duì)自抗擾控制器的擾動(dòng)估計(jì)能力不足問題，引入了一種新型連續(xù)光滑非線性函數(shù)對(duì)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器進(jìn)行改進(jìn)。同時(shí)，用非奇異終端滑?？刂拼媪朔蔷€性狀態(tài)誤差反饋控制律，以提高系統(tǒng)的快速響應(yīng)能力與穩(wěn)定性。仿真結(jié)果也表明了滑模自抗擾動(dòng)力定位控制器的優(yōu)良性能，且該方案對(duì)推力系統(tǒng)的要求較低，經(jīng)濟(jì)性較好。