船舶減搖鰭系統(tǒng)的智能自抗擾控制研究.pdf

1、減搖鰭控制器是船舶減搖鰭系統(tǒng)的重要組成部分，對整個船舶的安全性、舒適性和穩(wěn)定運行都有著非常重要的影響。當前我國裝備減搖鰭的船舶規(guī)模不斷擴大，對減搖鰭控制器穩(wěn)定性、靈活性和控制性能提出了更高的要求。
　　針對上述情況，本文以船舶減搖鰭控制系統(tǒng)為研究對象，對不同海況下船舶的橫搖運動和減搖鰭智能自抗擾控制算法做了比較深入的仿真研究。所完成的具體研究工作主要包括以下四個部分:
　　(1)基于譜分析理論，對隨機海浪進行了建模與仿真計算

2、，以及在不同的海況下，對長峰波波傾角進行了仿真研究。根據(jù)船舶受力分析結果，結合“育鯤”號和“北海救115”輪的實船數(shù)據(jù)，建立的它們的船舶線性橫搖運動模型。
　　(2)分析研究船舶減搖鰭控制系統(tǒng)原理及其結構構成部分，得到各個部分的傳遞函數(shù)，結合本文的研究對象“北海救115”輪實船數(shù)據(jù)，建立基于PID控制的船舶減搖鰭控制系統(tǒng)，得到仿真結果并與開環(huán)條件下進行比較分析，為后續(xù)研究奠定基礎。
　　(3)基于非線性擴張狀態(tài)觀測器的自抗擾

3、控制理論能夠?qū)崟r、迅速、準確地獲得對象攝動及外擾作用的信息。通過對系統(tǒng)未知擾動和不確定量進行估計，并將所得到的估計量反饋到控制系統(tǒng)中，從而實現(xiàn)不確定的非線性系統(tǒng)的動態(tài)線性化。本文對基于自抗擾控制器的船舶減搖鰭控制系統(tǒng)進行了仿真研究，計算結果體現(xiàn)出具有較好的控制效果和精度及魯棒性和適應性。
　　(4)本文根據(jù)自抗擾控制器以及其中擴張狀態(tài)觀測器能夠?qū)ο到y(tǒng)未知擾動的估計特性，將神經(jīng)網(wǎng)絡與其相結合，利用神經(jīng)網(wǎng)絡能夠補償控制對象的部分變化，