大型雙槳雙舵船舶操縱自抗擾控制研究.pdf

1、以近年來出現(xiàn)的雙螺旋槳雙舵Triple E超大型雙槳雙舵集裝箱船舶為研究對象，本文對其操縱運動數(shù)學模型建立、操縱性仿真分析和改進型自抗擾控制技術(shù)應用等進行了系統(tǒng)的研究。完成了以下研究工作。
　　(1)以Triple E超大型雙槳雙舵集裝箱船為研究對象，基于MMG建模機理，分析了船體、雙槳和雙舵的作用力及其相互干擾因素，考慮了風流的影響，建立適用于雙槳雙舵船舶的三自由度船舶操縱運動數(shù)學模型。對船舶數(shù)學模型進行旋回試驗和Z形試驗計算，

2、驗證了所建模型的有效性。針對兩螺旋槳在轉(zhuǎn)速相同和轉(zhuǎn)速不同的幾種工況，研究分析船舶的操縱性，從仿真結(jié)果可以得出雙槳雙舵船舶具有更靈活的操縱性。
　　(2)本文研究大型雙槳雙舵船舶的操縱控制問題，將自抗控制技術(shù)應用到雙槳雙舵船舶航向控制器設(shè)計中。根據(jù)自抗擾控制的基本原理，作者設(shè)計了線性自抗擾航向控制器和非線性自抗擾航向控制器，并分別在理想海況下和有干擾海況下進行仿真實驗。仿真結(jié)果表明，這兩種自抗擾控制器都可以對航向?qū)崿F(xiàn)有效的控制。

3、r>　　(3)針對上述常規(guī)自抗擾控制器的精度問題，利用模糊控制算法優(yōu)化自抗擾控制器參數(shù)，設(shè)計出模糊線性自抗擾控制器和模糊非線性自抗擾控制器，并進行仿真實驗。模糊優(yōu)化參數(shù)自抗擾控制器的控制效果明顯優(yōu)于常規(guī)自抗擾控制器，響應速度更快，控制精度更高，且具有較強的魯棒性。針對尺度、排水量等存在明顯差異的雙槳雙舵船舶被控對象，作者還將所設(shè)計的控制器應用在一條尺度較小的救助船，仿真計算結(jié)果表明，該控制器可以實現(xiàn)對不同船舶對象的有效控制，具有良好的適