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，會受到風、流、浪等各種海洋環(huán)境干擾，因此船體產生無法避免的搖蕩運動。其中，橫搖運動的影響最顯著。劇烈的橫搖使船上工作人員無法正常工作，武器、設備使用性能降低，更嚴重地影響艦船的安全性。因此，有效地減小艦船搖蕩運動是十分必要的，這樣也可增加艦船的使用壽命。同時，本文考慮艦船艏搖運動與其橫搖運動之間的耦合作用。艦船運動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)實需要。
　　本文以艦船

2、為研究對象，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控制和滑模變結構控制作比較，通過MATLAB仿真來總結各自的優(yōu)缺點。本文的主要內容包括:
　　1.分析艦船的動力學模型，考慮橫搖運動與艏搖運動之間的耦合作用，建立橫蕩、橫搖、艏搖三自由度的艦船仿真模型，同時分析海浪干擾模型。為了與實際情況更相符，減搖鰭與舵機的結構中加入了限幅限速環(huán)節(jié)。
　　2.設計艦船減搖系統(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)。由于滑模變結構控制對一般非線性系統(tǒng)可以起到較好的控制效果，本文設計了艦船減搖系統(tǒng)的非線性變結構控制器。
　　3.設計艦船減搖系統(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。由于時間原因，本文在PID控制基礎上設計，采用全過程的共軛梯度法優(yōu)化控制器參數(shù)。
　　4.設計系統(tǒng)的一個仿真平臺，并使用MATLAB中