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船舶航向非线性输出反馈控制

大连海事大学学报 2007年第2期33卷 84-87页

作者：卜仁祥刘正江李铁山大连海事大学航海学院辽宁大连116026

为解决船舶航向控制系统的模型不确定性、高度非线性以及状态变量与控制输入的约束问题,提出一种基于滑模控制的反馈控制算法.利用递归迭代设计法,将非线性滑动模态建立到扩展状态空间,并结合增量反馈控制,无须对不确定项进行估计.在系... 详细信息

为解决船舶航向控制系统的模型不确定性、高度非线性以及状态变量与控制输入的约束问题,提出一种基于滑模控制的反馈控制算法.利用递归迭代设计法,将非线性滑动模态建立到扩展状态空间,并结合增量反馈控制,无须对不确定项进行估计.在系统输入增益符号已知条件下可自动寻找使系统稳定的控制量,避免变结构控制的抖振以及输出反馈控制的稳态误差及超调,并保证闭环系统的高阶状态变量严格有界.应用船舶非线性水动力模型进行航向控制仿真.结果表明,控制器对系统参数摄动及外界干扰不敏感,具有强鲁棒性.

关键词：船舶航向非线性系统滑模控制反馈控制

船舶航向不对称信息理论与非线性逆推鲁棒控制算法

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交通运输工程学报 2006年第2期6卷 47-50页

作者：张显库郭晨杜佳璐大连海事大学航海动态仿真和控制实验室辽宁大连116026

应用不对称信息理论和鲁棒控制算法简化非线性逆推算法,针对非线性船舶航向保持系统,设计了其Backstepping逆推控制器,由非线性函数项和常规线性控制器组成,将简化的Back-stepping法与闭环增益成形算法相结合,设计其非线性鲁棒控制器。... 详细信息

应用不对称信息理论和鲁棒控制算法简化非线性逆推算法,针对非线性船舶航向保持系统,设计了其Backstepping逆推控制器,由非线性函数项和常规线性控制器组成,将简化的Back-stepping法与闭环增益成形算法相结合,设计其非线性鲁棒控制器。通过非线性鲁棒控制器的控制能够使船舶无超调、无静差地跟踪设定航向,调节时间为600 s,符合船舶航行的实际情况,控制效果良好;当系统增加干扰后,系统的控制输出除了因干扰产生的抖动外,其跟踪性能仍然较好,航向输出无静差,说明控制器具有一定的鲁棒性;是否全部对消非线性项,对其控制效果相差不大,说明当模型发生参数摄动时,系统的控制性能仍能保证。

关键词：交通控制船舶航向不对称信息理论逆推算法非线性鲁棒性航向保持

船舶航向与柴油主机联合LPV鲁棒控制及仿真

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系统仿真学报 2008年第7期20卷 1812-1816,1820页

作者：袁士春郭晨刘雨大连海事大学电气与自动化学院

船舶航向与柴油机推进装置是紧密耦合的,但长期以来对它们的控制是完全独立的。根据线性变参数(LPV)系统设计原理,提出了基于LPV的船舶航向与主机联合控制。建立了以船速等为变参数的船舶航向与主机联合控制的LPV模型,采用LPV多胞设计方... 详细信息

船舶航向与柴油机推进装置是紧密耦合的,但长期以来对它们的控制是完全独立的。根据线性变参数(LPV)系统设计原理,提出了基于LPV的船舶航向与主机联合控制。建立了以船速等为变参数的船舶航向与主机联合控制的LPV模型,采用LPV多胞设计方法,通过状态反馈对闭环极点进行配置,分别设计具有H∞鲁棒性能的航向与主机LPV控制器,实现二者的联合控制。以5446箱班轮为被控制对象,仿真验证了航向与主机LPV控制器在风浪干扰下联合控制的有效性。

关键词：船舶航向柴油主机联合控制线性变参数鲁棒控制

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船舶航向保持的非线性逆推鲁棒控制算法

大连海事大学学报 2007年第2期33卷 80-83页

作者：张显库大连海事大学航海学院辽宁大连116026

为提高控制器的鲁棒性能,针对非线性船舶航向保持系统,将简化的逆推算法与闭环增益成形算法相结合,设计出非线性鲁棒控制器.以大连海事大学实习船“育鲲”号为例进行仿真.结果表明,该算法能够使船舶无超调无静差地跟踪设定航向,调节时间... 详细信息

为提高控制器的鲁棒性能,针对非线性船舶航向保持系统,将简化的逆推算法与闭环增益成形算法相结合,设计出非线性鲁棒控制器.以大连海事大学实习船“育鲲”号为例进行仿真.结果表明,该算法能够使船舶无超调无静差地跟踪设定航向,调节时间为200 s,控制效果良好,且控制器对模型摄动具有一定的鲁棒性.该算法设计过程简单,物理意义明显.

关键词：船舶航向航向保持非线性系统鲁棒控制逆推算法

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船舶航向在线自学习智能控制方法

大连海事大学学报 2007年第2期33卷 75-79页

作者：卓永强方祥麟大连水产学院海洋工程学院辽宁大连116023 浙江交通职业技术学院海运学院杭州311112

为更快更好地控制船舶在预定航线上航行,提出一种船舶航向在线自学习模糊神经网络智能控制方法.模糊子集处理船舶控制中的不确切信息,通过神经网络训练模糊推理系统中的参数,旨在把模糊推理和神经网络融合,使船舶航向智能控制器具有在... 详细信息

为更快更好地控制船舶在预定航线上航行,提出一种船舶航向在线自学习模糊神经网络智能控制方法.模糊子集处理船舶控制中的不确切信息,通过神经网络训练模糊推理系统中的参数,旨在把模糊推理和神经网络融合,使船舶航向智能控制器具有在线自学习功能.该方法能实时控制风流扰动下作为非线性时变系统的船舶而无须依赖船舶运动数学模型.模拟试验结果表明,即使在有环境扰动情况下,该方法也能很好地控制具有很大惯性船舶的航向.

关键词：船舶航向航向保持智能控制在线自学习模糊神经网络

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船舶航向的自适应自调节PID跟踪控制

中国舰船研究 2019年第3期14卷 145-151页

作者：赵志平张强舟山引航站浙江舟山316000 山东交通学院航海学院山东威海264209

[目的]针对遭受时变环境扰动且存在参数不确定性的船舶航向非线性控制系统,为满足其航向控制的实时性要求,[方法]结合自适应技术,提出不依赖于模型参数与未知输入的自适应自调节的船舶航向跟踪控制方案,并利用Lyapunov 直接方法验证该... 详细信息

[目的]针对遭受时变环境扰动且存在参数不确定性的船舶航向非线性控制系统,为满足其航向控制的实时性要求,[方法]结合自适应技术,提出不依赖于模型参数与未知输入的自适应自调节的船舶航向跟踪控制方案,并利用Lyapunov 直接方法验证该控制律的有界性。[结果]仿真结果表明,该控制器可以自适应自调节PID的控制增益,不仅继承了传统PID控制器的优点,还对未知时变扰动具有良好的鲁棒性。[结论]研究成果可为船舶航向的跟踪控制设计提供参考。

关键词：船舶航向跟踪控制不确定性自调节PID 自适应控制

波浪作用下船舶航向自抗扰控制设计及参数配置

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控制理论与应用 2018年第11期35卷 1601-1609页

作者：李荣辉曹峻海李铁山大连海事大学航海学院辽宁大连116026

针对具有内部参数不确定性和外部扰动的海上船舶设计了航向自抗扰控制器,并解决了舵机模型中舵角的限幅和限速问题,基于滑模控制理论提出了反馈控制带宽的计算方法.采用频域分析的方法,系统地分析了自抗扰控制器对外部波浪扰动的抑制能... 详细信息

针对具有内部参数不确定性和外部扰动的海上船舶设计了航向自抗扰控制器,并解决了舵机模型中舵角的限幅和限速问题,基于滑模控制理论提出了反馈控制带宽的计算方法.采用频域分析的方法,系统地分析了自抗扰控制器对外部波浪扰动的抑制能力、模型参数不确定时的鲁棒性;结合作者实船工作经验以及系统动态特性与控制参数的关系,提出了船舶航向控制器参数的配置规律;最后以一艘57000吨级散货船为控制对象,验证了航向控制器的鲁棒性和本文所述参数配置规律的有效性.为将自抗扰控制算法应用于船舶自动舵设计提供理论依据和实践参考.

关键词：自抗扰控制船舶航向扩张状态观测器参数配置带宽

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船舶航向H^∞鲁棒控制

大连海事大学学报 2009年第3期35卷 48-50,54页

作者：方亮袁书明海军装备研究院博士后科研工作站北京100161 海军装备研究院舰船所北京100161

为有效抑制参数不确定性和干扰随机性对船舶航向的影响,设计了船舶航向鲁棒控制器.针对船舶海浪的遭遇谱能量集中频段随遭遇角的变化而变化,对不同的遭遇角选择不同的权函数进行设计.采用双线性变换对标称模型位于虚轴上的极点进行处理... 详细信息

为有效抑制参数不确定性和干扰随机性对船舶航向的影响,设计了船舶航向鲁棒控制器.针对船舶海浪的遭遇谱能量集中频段随遭遇角的变化而变化,对不同的遭遇角选择不同的权函数进行设计.采用双线性变换对标称模型位于虚轴上的极点进行处理,并利用"2-Riccati"方程法求解控制器方程.仿真结果表明,与PID控制相比,该控制器航向控制精度较高,并具有较好的鲁棒性能.

关键词：船舶航向 H∞鲁棒控制随机海浪权函数

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船舶航向运动模型参数估计

控制理论与应用 1989年第A6期6卷 136-141页

作者：赵国良