导读:本文包含了船舶减摇鳍控制论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:船舶,神经网络,控制器,算法,观测器,自适应,升力。
船舶减摇鳍控制论文文献综述
关巍,李翔,任志浩,孙静海,张显库[1]（2019）在《船舶减摇鳍闭环成形滤波L_2增益鲁棒控制》一文中研究指出针对船舶横摇运动存在不确定参数摄动,模型误差和海浪强外界干扰等问题,提出了一种基于闭环成形滤波方法的船舶减摇鳍L_2增益鲁棒控制器设计方案。通过闭环成形滤波器的引入对系统模型的不确定参数摄动进行有效补偿控制。同时外界干扰也通过L_2增益鲁棒控制器设计方法进行了抑制,Lyapunov函数的引入更是在整个控制器设计过程中保证了控制器设计的稳定性。最后通过对育鲲轮在规则波与多向不规则波下的仿真对比实验结果表明:该减摇鳍控制方案具有结构简单,参数物理明确,易于实现,鲁棒性强和控制性能良好等优点,可在充分考虑系统鲁棒性和控制性能的条件下简化船舶减摇鳍控制器设计方案和控制器结构。(本文来源于《哈尔滨工程大学学报》期刊2019年12期）
刘胜,韩研[2]（2018）在《船舶减摇鳍/水舱联合控制技术研究》一文中研究指出针对船舶减横摇问题,结合减摇鳍与减摇水舱两种减摇装置的优点,提出了一种全航速下的船舶减摇鳍/水舱联合控制减摇方案。减摇鳍采用力矩对抗控制,减摇水舱以水舱流体速度为反馈信号的闭环控制。针对该方案建立船舶减摇鳍/水舱联合控制系统的数学模型,并通过仿真结果对减摇方案进行验证。分析结果表明,船舶减摇鳍/水舱联合控制方案实现了全航速下的减横摇。在低航速下,对减摇水舱施加控制的联合控制方案较无控制的联合控制方案有明显的减摇效果。(本文来源于《声学与电子工程》期刊2018年01期）
郑则炯,梁文祯[3]（2017）在《基于变结构鲁棒性控制的船舶减摇鳍非线性系统研究》一文中研究指出随着远洋运输业的迅速发展,船舶运输货物的稳定性、安全性引起了广泛重视。受到海洋气象条件的影响(如海风、海浪、洋流等),船舶在航行时不可避免的产生横摇、纵摇等多自由度运动。其中,船舶大幅度的横摇运动会导致船载设备的故障和船载货物损坏,是必须要尽量降低的运动形式。减摇鳍作为船舶减少横摇运动的主要装置,可以有效减小船舶横摇幅度,但同时也受到船舶航行速度的限制,在速度较低时减摇效果不明显。本文针对船舶传统的减摇鳍机构,结合变结构鲁棒性控制技术,设计一种新型的船舶减摇鳍非线性控制系统,并对该系统的工作原理和结构组成进行系统介绍。(本文来源于《舰船科学技术》期刊2017年22期）
薛冬双[4]（2016）在《船舶减摇鳍系统模糊自适应滑模控制及动态仿真研究》一文中研究指出航行于海面上的船舶,在风、浪等海洋扰动因素的作用下,产生的剧烈横摇运动会严重影响船舶适航性及安全性。减摇鳍是目前减摇效果最好、应用较广的减摇装置。本文在建立船舶横摇运动非线性数学模型的基础上,主要研究减摇鳍系统模糊自适应滑模控制。并参考实船资料,实现了减摇鳍控制系统操作界面和液压系统工作过程的动态仿真。论文的主要研究内容包括以下几点:(1)基于随机海浪的谱密度分析理论,建立了长峰波随机海浪数学模型,依据等能量法,对不同海情下长峰波随机海浪进行了数字仿真。(2)考虑高海情条件下船舶横摇运动的非线性特点,建立船舶横摇运动的非线性数学模型。基于某船舶参数,针对不同海况,进行了船舶横摇运动仿真,验证所建数学模型的有效性。(3)针对船舶横摇运动中的非线性和不确定性因素,首先设计了减摇鳍系统滑模变结构控制器,并进行了仿真验证。其次,考虑到滑模变结构控制器设计对船舶横摇运动数学模型的依赖性较强,本文结合模糊自适应控制良好的逼近特性和滑模变结构控制对干扰和对象参数变化不灵敏的特性,设计了减摇鳍模糊自适应滑模控制器,控制器的设计不依赖被控对象的数学模型。最后,论文对不同海况下的船舶横摇运动进行了仿真研究,仿真结果表明所设计的控制器具有较强的鲁棒性、自适应性,减摇效果良好。(4)基于DMS轮机模拟器仿真平台,参考大连海事大学教学实习船"育鲲"轮减摇鳍集控台、驾控台操作界面及减摇鳍液压系统工作原理图,实现了减摇鳍控制系统操作界面设计和液压系统工作过程的动态仿真,系统具有良好的人机交互功能。(本文来源于《大连海事大学》期刊2016-05-01）
刘隽瑶[5]（2015）在《减摇鳍在船舶横纵摇控制中的应用研究》一文中研究指出减摇鳍是最常用的减横摇装置,但是随着对船舶航行要求的提高,船舶运动的控制越来越关注纵向运动的影响。最新船舶减纵摇的研究,是通过在船艏底部加装流线型细长体,以增大船的转动惯量和附加质量的方式减纵摇,但是这种加装减摇附体的方式,提高了经济成本,所以对于减纵摇的研究多集中在利用船舶现用的装置也就是对减摇鳍的调整来减纵摇。为了方便升沉力及纵摇力矩的计算,通常在研究中考虑前后鳍的运动方向相反,左右鳍的运动方向相同,并且增大了两对鳍之间的距离,但是这些研究方法忽略了减摇鳍自身本质的减横摇的作用,有着脱离工程实际的局限性。本文在准备阶段,建立船舶的升沉-纵摇-横摇叁自由度数学模型,并对运动的效应进行分析。为了简化对于控制算法的讨论,本文忽略横摇和升沉-纵摇之间的耦合情况,利用切片法求取相关的水动力系数,对不同航速不同遭遇角下的船舶运动情况进行分析。在验证船舶运动的模型的正确性以及稳定性后,根据减摇鳍的分布特点以及对实际来流速度的考虑,求解鳍对船所产生的控制力及力矩。在减摇鳍鳍控制器设计阶段,本文采用LQG控制方法,对船舶的姿态进行估计并考虑实际船舶摇荡引起的来流速度的方向变化,结合实际攻角对船舶的控制力影响,对仅考虑横摇指标及横纵摇综合指标的情况进行对比仿真,验证了该控制方法的可行性,并且证明该控制算法能够在牺牲一定减横摇效果的条件下,使减纵摇效果得到大幅度提升。但是这种LQG控制方法,并没有考虑减摇鳍自身的物理限制例如最大鳍角,最大转速、最大输出力以及鳍的功耗问题,本文通过在控制器后设计控制力分配单元,借助控制力分配算法,对船舶所需要的横纵摇力矩进行物理分配,并同时保证整体鳍的功耗最低。从稳定性的角度考虑,文章利用反步法进行递推设计,根据减摇鳍作为执行机构一般都是电气一液压驱动系统构成的惯性环节的特点,对反步法的控制器进行设计,提出了一种基于稳定性的横纵摇综合控制的算法,解决了鳍不确定参数的非线性问题。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2015-12-14）
夏义[6]（2015）在《船舶横摇运动仿真与减摇鳍控制系统的研究》一文中研究指出船舶在航行过程中由于受到海浪的干扰,会产生六个自由度运动,其中以横摇运动最为剧烈。船舶的横摇运动不仅会影响船舶的适航性以及船员的舒适性,严重时还会造成船舶倾覆等灾难性的后果。如何有效减小船舶横摇运动是船舶运动控制领域的热门课题。本文采用减摇鳍作为研究对象,通过仿真数据分析验证了减摇鳍的减摇性能,并且设计了基于C8051F040的减摇鳍控制器,实现减摇鳍控制系统的部分功能。在船舶横摇运动建模过程中首先建立海洋环境,以海浪波倾角仿真数据为输入,船舶横摇运动数学模型为载体,得到船舶横摇角的仿真输出。然后建立减摇鳍系统的数学模型,在Simulink中搭建模型框图,得到有减摇鳍船舶和无减摇装置船舶在同一海况下的横摇角仿真曲线,从而验证减摇鳍的减摇性能。减摇鳍控制系统的作用是通过采集船舶横摇角度输出对应的鳍角指令,该指令进入随动系统驱动鳍叶转动,从而达到减摇目的。本文设计了基于C8051F040的减摇鳍控制器,另外通过MPU6050陀螺仪传感器采集横摇角度,陀螺仪与主控芯片通过串行通道通信,由于实验环境有限,无法实现实船减摇鳍的电液随动系统,因此采用SG90servo电机来代替减摇鳍的驱动机构。最终实现了减摇鳍控制系统的基本功能,并设计了基于LabVEW的横摇状态显示界面。(本文来源于《大连海事大学》期刊2015-06-01）
李贺[7]（2014）在《大型船舶减摇鳍控制技术仿真研究》一文中研究指出论文是结合“大型船舶横摇运动控制仿真”科研项目展开。在对国内外船舶减摇技术及设备的应用现状进行调查的基础上,针对国内外学者对利用减摇鳍对大型船舶减摇研究不多的实际情况,以某型号大型船舶为研究对象,研究其在不同海情下的横摇特性,确定减摇鳍的相关参数,设计合理的减摇控制器,并进行减摇控制系统的设计与仿真。研究主要包括以下几个方面:1.以船舶的单自由度横摇非线性微分方程模型为基础,采用Matlab软件中的Simulink仿真环境,利用提供的相关线性和非线性模块快速搭建模型并最后封装成一个整体模块能够达到简便、高效、精确的软件建模实现。2.在考虑船舶横摇角度对鳍升力特性的影响下,利用BP神经网络立减摇鳍的升力特性模型。为了提高模型精度,利用遗传算法对BP神经网络进行优化,解决网络随机初始的权值和阈值对训练效果带来的影响。3.以有效简单为基本出发点的设计原则,选取以PID控制规律作为主要减摇控制器,并针对传统PID控制器的适应性不强,参数难整定的问题,利用SA-PSO算法对控制器的增益参数进行优化,改善控制器的控制效果。4.采用力矩反馈的方式对减摇鳍控制系统进行整体的回路设计。船舶的模型以力矩为输入,横摇角为输出。采用BP神经网络减摇鳍升力特性模型,左右鳍采取分别施加控制信号的控制方式。5.对传统的PID控制以及SA-PSO优化的PID控制两种方法分别进行仿真分析,以证明本文设计的控制器的有效果性。对本文设计鳍的升力特性模型和常规升力特性模型的输出扶正力矩进行对比分析。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2014-12-01）
魏文[8]（2014）在《船舶减摇鳍系统的智能自抗扰控制研究》一文中研究指出减摇鳍控制器是船舶减摇鳍系统的重要组成部分,对整个船舶的安全性、舒适性和稳定运行都有着非常重要的影响。当前我国装备减摇鳍的船舶规模不断扩大,对减摇鳍控制器稳定性、灵活性和控制性能提出了更高的要求。针对上述情况,本文以船舶减摇鳍控制系统为研究对象,对不同海况下船舶的横摇运动和减摇鳍智能自抗扰控制算法做了比较深入的仿真研究。所完成的具体研究工作主要包括以下四个部分：(1)基于谱分析理论,对随机海浪进行了建模与仿真计算,以及在不同的海况下,对长峰波波倾角进行了仿真研究。根据船舶受力分析结果,结合“育鲲”号和“北海救115"轮的实船数据,建立的它们的船舶线性横摇运动模型。(2)分析研究船舶减摇鳍控制系统原理及其结构构成部分,得到各个部分的传递函数,结合本文的研究对象“北海救115"轮实船数据,建立基于PID控制的船舶减摇鳍控制系统,得到仿真结果并与开环条件下进行比较分析,为后续研究奠定基础。(3)基于非线性扩张状态观测器的自抗扰控制理论能够实时、迅速、准确地获得对象摄动及外扰作用的信息。通过对系统未知扰动和不确定量进行估计,并将所得到的估计量反馈到控制系统中,从而实现不确定的非线性系统的动态线性化。本文对基于自抗扰控制器的船舶减摇鳍控制系统进行了仿真研究,计算结果体现出具有较好的控制效果和精度及鲁棒性和适应性。(4)本文根据自抗扰控制器以及其中扩张状态观测器能够对系统未知扰动的估计特性,将神经网络与其相结合,利用神经网络能够补偿控制对象的部分变化,减轻了扩张状态观测器的负担,进而获得了“鲁棒性”更强的神经网络-自抗扰控制器。仿真结果表明,建立的船舶减摇鳍神经网络自抗扰控制系统能够更好地应对复杂海况,取得了良好的减摇效果。(本文来源于《大连海事大学》期刊2014-11-01）
白伟伟[9]（2014）在《考虑输入饱和的船舶减摇鳍控制设计》一文中研究指出大幅度横摇严重影响船舶航行的安全性、适航性、舒适性以及军舰的战斗力,如何更快更精确地控制船舶横摇成为船舶运动控制领域的重点研究对象。目前大多数船用减摇鳍系统仍然采用PID控制器。由于船舶横摇运动具有严重的非线性、复杂性以及外界干扰的非线性和不确定性,使得经典的PID控制效果难以满足人们的需求。因此,采用更为先进的控制算法是解决该问题的有效途径。不确定性可能会导致系统不稳定或控制性能变差,而提高控制器的鲁棒性是解决该问题的一种有效方法。本文针对不确定非线性船舶减摇鳍控制系统开展了鲁棒智能控制设计研究。首先,针对参数未知的减摇鳍控制系统,讨论了基于Lyapunov稳定性的参数自适应后推算法。该类控制算法对参数依赖程度较大,控制器的鲁棒性还有待提高。其次,针对含有未知方程和输入饱和的减摇鳍控制系统,利用自适应后推技术和神经网络技术,提出了一种直接自适应神经网络算法。该算法不依赖对象模型,显着提高了控制器的鲁棒性。最后,针对含有未知参数、未建模动态、随机海浪和输入饱和的减摇鳍控制系统,提出了一种自适应干扰观测器算法。该算法解决了含有未知参数的系统无法直接构建干扰观测器这一难题,对系统模型依赖程度低,并进一步提高了控制器的鲁棒性。本文探讨的叁种减摇鳍算法鲁棒性依次递增,能够保证了闭环系统的稳定性,并在后两种算法中考虑了系统的输入饱和现象,进一步增强了系统的稳定性。最后以MATLAB软件为工具进行仿真研究,验证了算法的有效性。(本文来源于《大连海事大学》期刊2014-05-01）
于浩然[10]（2014）在《基于减摇鳍的船舶纵向运动控制技术研究》一文中研究指出船舶纵向运动特别是纵摇摇荡运动对海浪中航行的船舶具有很大危害,因此在船舶横摇问题得到解决后,纵向运动就成为船舶摇荡中最需解决的问题。随着科技发展,船舶设计也取得了长足进步,出现了很多高性能船,如小水面双体船、水翼艇等,具有很好的耐波性。但从经济等方面等多方面的考虑,现有的大多数普通船不可能都被高性能船所取代,对现有船进行改进,以改变它们的适航性和耐波性显得尤为重要。船受到海浪扰动作用的影响,船摇荡运动也会伴随产生横向、纵向上的摇荡加速度运动,从而增加晕船发生率,使得船上人员的舒适度大大降低,随着海上运输的发展,对此问题设计专门的控制器也变得尤为迫切。针对以上这些问题,本篇论文探讨利用两对原有用于横摇稳定的减摇鳍来减小船纵向运动的控制研究,并根据纵向运动控制需要对鳍进行调整以及重置。为了分析船的纵向摇荡运动情况以及对船的纵向运动进行稳定控制,必需先建立起船的纵向运动数学模型,在文章中简单阐述了数学建模中所遇到的问题,以及解决方法。对于船体纵向运动时的水动力参数以及海浪扰动力和力矩,借助船舶辅助设计和建造软件Maxsurf11进行仿真计算,基于切片原理可以快速求解出在一定海况、航速和航向下的水动力参数。对于求解出的随遭遇频率变化的全局水动力值,利用海浪谱加权的方法进行处理,得到船舶纵向运动建模所需的参数。本文是探讨减摇鳍在船纵向运动中的控制研究,对减摇鳍的水动力进行了分析,并简单分析前后组合鳍在船纵向运动稳定中的控制方法。在求得船水动力参数、波浪扰动力和力矩的样本函数以及鳍上的总附加力后,完成船纵向运动数学模型的建立。为了验证建立的船运动数学模型是否合理,对建立的运动模型进行了稳定性分析。本文把船纵向运动方程转换成为状态空间方程的形式,以通过现代控制方法解决船舶摇荡这类多输入多数出的复杂控制问题。在系统控制中利用减摇鳍作为补偿抵消装置,设计LQR最优状态反馈控制器,并利用遗传算法对目标函数加权阵进行了优化,使船纵向运动最小。在对传统的纵向摇荡运动幅度进行稳定控制后,考虑到晕船对乘船适居性的影响,尝试以船上乘客舒适性为控制目标的船舶运动控制。分析了晕船发生的诱因,利用不规则波下晕船发生率的数学模型,进行控制器的设计。实验仿真结果表明:本论文设计的控制器对船的垂荡、纵摇和晕船发生率具有一定的控制效果,具有一定的参考价值。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2014-01-01）
船舶减摇鳍控制论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
针对船舶减横摇问题,结合减摇鳍与减摇水舱两种减摇装置的优点,提出了一种全航速下的船舶减摇鳍/水舱联合控制减摇方案。减摇鳍采用力矩对抗控制,减摇水舱以水舱流体速度为反馈信号的闭环控制。针对该方案建立船舶减摇鳍/水舱联合控制系统的数学模型,并通过仿真结果对减摇方案进行验证。分析结果表明,船舶减摇鳍/水舱联合控制方案实现了全航速下的减横摇。在低航速下,对减摇水舱施加控制的联合控制方案较无控制的联合控制方案有明显的减摇效果。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
船舶减摇鳍控制论文参考文献
[1].关巍,李翔,任志浩,孙静海,张显库.船舶减摇鳍闭环成形滤波L_2增益鲁棒控制[J].哈尔滨工程大学学报.2019
[2].刘胜,韩研.船舶减摇鳍/水舱联合控制技术研究[J].声学与电子工程.2018
[3].郑则炯,梁文祯.基于变结构鲁棒性控制的船舶减摇鳍非线性系统研究[J].舰船科学技术.2017
[4].薛冬双.船舶减摇鳍系统模糊自适应滑模控制及动态仿真研究[D].大连海事大学.2016
[5].刘隽瑶.减摇鳍在船舶横纵摇控制中的应用研究[D].哈尔滨工程大学.2015
[6].夏义.船舶横摇运动仿真与减摇鳍控制系统的研究[D].大连海事大学.2015
[7].李贺.大型船舶减摇鳍控制技术仿真研究[D].哈尔滨工程大学.2014
[8].魏文.船舶减摇鳍系统的智能自抗扰控制研究[D].大连海事大学.2014
[9].白伟伟.考虑输入饱和的船舶减摇鳍控制设计[D].大连海事大学.2014
[10].于浩然.基于减摇鳍的船舶纵向运动控制技术研究[D].哈尔滨工程大学.2014
论文知识图
