基于干扰观测器的波浪升沉模拟及自适应补偿策略研究

作     者：马长李 刘聪 马奔 MA Chang-li;LIU Cong;MA Ben

作者机构：海军研究院北京100161 中国航天系统科学与工程研究院北京100089 中国科学院电子学研究所苏州研究院江苏苏州215123 

出 版 物：《工程设计学报》 (Chinese Journal of Engineering Design)

年 卷 期：2019年第26卷第6期

页      面：728-735页

核心收录：

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0804[工学-仪器科学与技术] 

基　　金：装备预研教育部联合基金资助项目(6141A020331) 

主　　题：波浪补偿 电液提升系统 自适应控制 干扰抑制 

摘      要：海洋装备的快速升级使得海上吊装应用广泛,但吊装设备易受风浪影响,导致系统控制精度降低。为提高海上吊装设备的控制精度,提出了基于干扰观测器的波浪升沉自适应反步补偿策略。以波浪升沉补偿系统为研究对象,对三级海况下的船舶升沉运动轨迹及其电液提升系统的非线性模型进行推导;利用波浪模拟平台模拟船舶的升沉运动,采用基于干扰观测器的自适应反步补偿策略对电液提升系统的非线性误差进行抑制;通过Lyapnov判据验证自适应反步补偿策略的稳定性,并通过仿真和试验对控制器性能进行验证。试验结果表明,相较于传统的PID(proportion integration differentiation,比例积分微分)控制策略,基于干扰观测器的波浪升沉自适应反步补偿策略具有更好的控制效果。对于海上吊装设备的控制系统,基于干扰观测器的自适应反步补偿策略可有效地抑制外界干扰及系统非线性干扰对控制器的影响,提高对海上吊装设备升沉运动的位置补偿精度。