艦船減搖的多維泰勒網(wǎng)優(yōu)化控制研究.pdf

1、艦船在海上航行時(shí)，會(huì)受到風(fēng)、流、浪等各種海洋環(huán)境干擾，因此船體產(chǎn)生無法避免的搖蕩運(yùn)動(dòng)。其中，橫搖運(yùn)動(dòng)的影響最顯著。劇烈的橫搖使船上工作人員無法正常工作，武器、設(shè)備使用性能降低，更嚴(yán)重地影響艦船的安全性。因此，有效地減小艦船搖蕩運(yùn)動(dòng)是十分必要的，這樣也可增加艦船的使用壽命。同時(shí)，本文考慮艦船艏搖運(yùn)動(dòng)與其橫搖運(yùn)動(dòng)之間的耦合作用。艦船運(yùn)動(dòng)還具有非線性和不確定性，研究不確定非線性系統(tǒng)的控制問題具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)需要。
　　本文以艦船

2、為研究對(duì)象，提出了一種基于多維泰勒網(wǎng)優(yōu)化控制的艦船減搖控制方法，并與傳統(tǒng)PID控制和滑模變結(jié)構(gòu)控制作比較，通過MATLAB仿真來總結(jié)各自的優(yōu)缺點(diǎn)。本文的主要內(nèi)容包括:
　　1.分析艦船的動(dòng)力學(xué)模型，考慮橫搖運(yùn)動(dòng)與艏搖運(yùn)動(dòng)之間的耦合作用，建立橫蕩、橫搖、艏搖三自由度的艦船仿真模型，同時(shí)分析海浪干擾模型。為了與實(shí)際情況更相符，減搖鰭與舵機(jī)的結(jié)構(gòu)中加入了限幅限速環(huán)節(jié)。
　　2.設(shè)計(jì)艦船減搖系統(tǒng)的PID控制器，并采用MATLAB/S

3、imulink自帶的優(yōu)化工具優(yōu)化PID控制器參數(shù)。由于滑模變結(jié)構(gòu)控制對(duì)一般非線性系統(tǒng)可以起到較好的控制效果，本文設(shè)計(jì)了艦船減搖系統(tǒng)的非線性變結(jié)構(gòu)控制器。
　　3.設(shè)計(jì)艦船減搖系統(tǒng)的多維泰勒網(wǎng)控制器，介紹了用極小值原理求取被控模型的最優(yōu)控制信號(hào)的算法與用共軛梯度法優(yōu)化多維泰勒網(wǎng)控制器參數(shù)的算法。由于時(shí)間原因，本文在PID控制基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)，采用全過程的共軛梯度法優(yōu)化控制器參數(shù)。
　　4.設(shè)計(jì)系統(tǒng)的一個(gè)仿真平臺(tái)，并使用MATLAB中