BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制在船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、海洋中蘊(yùn)藏著豐富的資源，各國(guó)對(duì)海洋資源開(kāi)發(fā)利用的步伐在逐步加快。在對(duì)海洋的不斷探索中，海洋工程設(shè)施的應(yīng)用越加廣泛。動(dòng)力定位技術(shù)是深海工程領(lǐng)域中保持海洋工程設(shè)施位置的關(guān)鍵技術(shù)。從整體上看，動(dòng)力定位系統(tǒng)包含三個(gè)子系統(tǒng)，即位置測(cè)量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)。控制系統(tǒng)是整個(gè)動(dòng)力定位系統(tǒng)的核心，本文主要對(duì)動(dòng)力定位系統(tǒng)的控制系統(tǒng)進(jìn)行研究。
　　船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)的研究要以特定的海洋環(huán)境為基礎(chǔ)，因此本文在建立了船舶模型的同時(shí)也建立了海洋環(huán)境的基

2、本模型。本文在橫蕩、縱蕩和艏搖三個(gè)自由度上建立了船舶模型同時(shí)構(gòu)建了海洋環(huán)境模型，其主要包括風(fēng)、浪模型。為驗(yàn)證船舶模型的準(zhǔn)確，本文在MATLAB/Simulink的仿真環(huán)境里進(jìn)行了驗(yàn)證，證實(shí)了模型是準(zhǔn)確的。
　　針對(duì)動(dòng)力定位系統(tǒng)的控制，本文采用以經(jīng)典PID控制為基礎(chǔ)，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線調(diào)整PID參數(shù)的方法對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。PID控制經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐檢驗(yàn)，已經(jīng)成為較為成熟可靠的控制方法。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有強(qiáng)大的信息處理能力，尤其是在處理非線

3、性問(wèn)題上具有很大優(yōu)勢(shì)，將PID與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，增強(qiáng)了控制器對(duì)外界干擾及不同海況條件的適應(yīng)性。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制可以采用多種算法，本文采用的是較為成熟的BP算法，它是應(yīng)用于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)最為廣泛的算法之一，主要由信息的正向傳播和誤差的反向傳播兩個(gè)過(guò)程組成。將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與增量式PID控制規(guī)律相結(jié)合，得到BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線調(diào)整PID參數(shù)的控制規(guī)律。為驗(yàn)證控制律的可行性與穩(wěn)定性，應(yīng)用MATLAB/Simulink仿真程序，對(duì)所設(shè)計(jì)的控制器進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。