考慮磁帶特性補(bǔ)償?shù)拇昂较虮３肿赃m應(yīng)控制.pdf

1、隨著航運(yùn)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展和我國(guó)海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的提出，目前船舶運(yùn)動(dòng)控制理論研究越來(lái)越趨向針對(duì)船舶控制工程中實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行深入探索，最終提高理論研究的實(shí)際可用性。船舶航向保持控制研究是船舶運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的一項(xiàng)重要研究任務(wù)，且船舶在海上航行過(guò)程中存在裝載變化、速度變化、海洋環(huán)境干擾等諸多不確定因素。除此之外，非光滑非線(xiàn)性（本文僅針對(duì)磁滯非線(xiàn)性）現(xiàn)象普遍存在于機(jī)械液壓系統(tǒng)中，舵機(jī)伺服系統(tǒng)作為船舶航向保持控制系統(tǒng)的執(zhí)行設(shè)備也不可避免。這對(duì)于船舶航向保持控

2、制任務(wù)而言會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)閉環(huán)控制精度、甚至導(dǎo)致系統(tǒng)失控。因此，本文針對(duì)該類(lèi)問(wèn)題開(kāi)展進(jìn)一步研究具有一定的實(shí)際意義。
　　本文首先在船舶航向保持系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上引入了描述磁滯特性的一般非線(xiàn)性模型，即Prandtl-Ishlinskii(P-I)模型，構(gòu)建了具有舵機(jī)伺服系統(tǒng)磁滯特性描述的船舶航向保持系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。利用Backstepping方法針對(duì)該類(lèi)不確定系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制律，通過(guò)Nussbaum增益函數(shù)技術(shù)處理系統(tǒng)模型中控制方向未知問(wèn)題

3、，針對(duì)磁滯特性導(dǎo)致的執(zhí)行器不確定部分進(jìn)行整體補(bǔ)償，最終演繹出一種適用于船舶控制工程需要的魯棒自適應(yīng)控制策略。利用Lyapunov穩(wěn)定性理論從理論上分析了本文所提出控制算法的有效性?；诖筮B海事大學(xué)科研實(shí)習(xí)船“育鯤”輪進(jìn)行了系統(tǒng)仿真試驗(yàn)，結(jié)果表明本文所提出控制算法能夠有效應(yīng)用于船舶航向保持控制系統(tǒng)，對(duì)舵機(jī)伺服系統(tǒng)中磁滯非線(xiàn)性部分達(dá)到補(bǔ)償鎮(zhèn)定的作用。
　　本文所開(kāi)展的理論研究具有一定的理論基礎(chǔ)和較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，對(duì)提高船舶航向保持控