模糊神經(jīng)系統(tǒng)在海上避碰中的應(yīng)用.pdf

1、隨著世界進(jìn)出口貿(mào)易的增加以及船舶朝著大型化和高速化方向的發(fā)展，船舶碰撞事故在不斷增加。世界各國(guó)都在尋求有效的自動(dòng)避碰手段以減少碰撞的發(fā)生。 本文詳細(xì)分析了船舶避碰原理。研究了船舶碰撞原因以及船舶碰撞過(guò)程。根據(jù)船舶避碰原理，探討了船舶避碰中相關(guān)參數(shù)的概念及船舶DCPA(最近會(huì)遇距離)和TCPA(會(huì)遇時(shí)間)的數(shù)學(xué)模型，以及預(yù)防船舶碰撞的對(duì)策。 簡(jiǎn)述了模糊控制的基本理論和模糊控制系統(tǒng)的組成，根據(jù)船舶航行控制特點(diǎn)，研究了基于二階

2、傳遞函數(shù)的船舶運(yùn)動(dòng)PID控制模型，并完成了其控制仿真。闡述了碰撞危險(xiǎn)度的有關(guān)概念，研究了基于模糊原理的碰撞危險(xiǎn)度模型。 研究了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理及基于BP算法的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)和自學(xué)習(xí)的功能來(lái)記憶、學(xué)習(xí)危險(xiǎn)度判斷專(zhuān)家樣本，并利用網(wǎng)絡(luò)對(duì)船舶會(huì)遇局勢(shì)進(jìn)行危險(xiǎn)度判定，闡述了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)判方法。分析了BP網(wǎng)絡(luò)實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題之后闡述了幾種BP網(wǎng)絡(luò)算法改進(jìn)方法。最后，采用改進(jìn)后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)：動(dòng)量—自適應(yīng)學(xué)習(xí)速率算法的BP神經(jīng)

3、網(wǎng)絡(luò)建立基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的船舶避碰模型，分析了仿真實(shí)例，說(shuō)明了采用動(dòng)量—自適應(yīng)學(xué)習(xí)速率算法的網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)。 重點(diǎn)研究了船舶碰撞危險(xiǎn)度的評(píng)判并建立基于模糊原理和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的船舶碰撞危險(xiǎn)度評(píng)判模型。在上述工作的基礎(chǔ)之上，針對(duì)模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制各自的長(zhǎng)處與不足，分析了將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊理論相結(jié)合的理論。并研究分析了一種船舶智能避碰專(zhuān)家系統(tǒng)基本框架。 目前，越來(lái)越多的先進(jìn)導(dǎo)航儀器和航海設(shè)備應(yīng)用到航海中，如AIS自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)、ARPA雷