导读:本文包含了舵鳍联合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:自由度,模型,神经网络,观测器,船舶,自适应,线性化。
舵鳍联合控制论文文献综述
邹令辉,周岗,李文魁,陈永冰,殷波兰[1]（2018）在《基于最优控制的舵鳍联合减摇性能指标函数的分析研究》一文中研究指出针对船舶舵鳍联合减摇控制中如何调整控制参数适应外部海况变化的问题,基于最优控制理论,对船舶运动的叁自由度模型设计了舵鳍联合减摇最优控制器,重点研究了如何选择性能指标函数的问题,并通过数字仿真得到了权矩阵参数影响控制器减摇性能的规律。(本文来源于《舰船科学技术》期刊2018年07期）
杨太阳[2]（2018）在《船舶舵鳍联合系统的无模型控制策略研究》一文中研究指出船舶在航行过程中,受到风浪等海洋环境因素的干扰,会发生横摇、横荡、艏摇、纵荡等运动。剧烈的摇荡运动会严重影响船舶航行时的稳定性和安全性;船舶舵鳍联合控制系统就是在确保航向控制精度的同时能够通过控制减摇鳍来实现有效地减摇,进而提高船舶在海上航行时的稳定性、安全性和舒适性等。本文重点研究四自由度的船舶运动数学模型的建立,以及船舶舵鳍联合系统的无模型控制策略设计。首先,根据牛顿动力学的动量定理与动量矩定理,建立了四自由度的船舶运动非线性数学模型并对其进行了回旋试验和Z形操纵试验仿真,与相关文献给出的数据及船舶操纵性标准进行对比分析,证明了本文所建船模的正确性和可靠性。然后,根据Conolly船舶横摇线性数学模型,设计了无模型自适应(MFAC)减摇控制器,并通过仿真研究,表明MFAC在低频海浪扰动下对比PID控制器,具备了更强的鲁棒性;在舵鳍联合系统中,针对非自衡的航向系统设计了经过镇定器内回路反馈的改进MFAC航向控制器和非线性横摇运动系统的MFAC减摇控制器,在保证船舶航向控制精度的同时能够有效的减摇,并进行了仿真研究。MFAC策略与PID控制策略相比,具备可调参数少,参数调节简单,实现更方便等优点,而且根据仿真结果分析,MFAC在航向控制中表现出更强的自适应能力;在高海况下,MFAC在减摇控制中表现出更强的鲁棒性和适应性。最后,对船舶横摇线性数学模型进行自抗扰(ADRC)减摇控制器设计与仿真研究,结果表明,该控制器下的减摇效果优于PID。在此基础上,针对船舶舵鳍联合系统时,设计的基于ADRC策略的控制器不仅能够精确控制航向而且能够对船舶进行有效减摇。其中,为简化ADRC的总体结构,减少ADRC可调节参数,设计了 LADRC航向控制器,通过仿真试验研究表明,LADRC具有优于PID的航向控制品质;同时设计的ADRC减摇控制器,通过仿真研究发现,无论何种海况下,ADRC在非线性横摇运动中表现出的减摇效果都强于PID控制,鲁棒性更强。(本文来源于《大连海事大学》期刊2018-01-01）
林安辉,蒋德松[3]（2017）在《舵鳍联合减摇与航向保持的非线性控制方法》一文中研究指出为了研究船舶在固定航速下横荡、横摇和艏摇叁个自由度运动的舵鳍联合减摇与航向保持控制问题,通过状态空间的划分,将状态含有绝对值的系统转化成为不含绝对值的切换系统,利用SOS(sum of squares)技术,分别设计了非线性状态反馈切换控制器和单控制器,并结合Lyapunov稳定性理论给出了闭环系统镇定的充分条件。仿真结果表明:在外扰的影响下,所设计的控制器使得船舶减摇效果明显,而且能够保持期望的航向。(本文来源于《集美大学学报(自然科学版)》期刊2017年04期）
王振强,胡绪昌,黄雪平,项卫东[4]（2017）在《某型船舶舵鳍联合减摇控制策略研究》一文中研究指出对某型船舶现有的减摇装置进行分析,通过设计增加自动舵的减摇控制系统,实现测量船的舵鳍联合减摇控制。仿真表明,不同航态下舵鳍联合控制与减摇鳍相比,均有显着的减摇效果,并结合该船的实际情况得出了减摇装置的使用的控制策略。(本文来源于《船舶工程》期刊2017年S1期）
郭亦平,林超,林莉,王益民[5]（2017）在《基于MPC的舵鳍联合操纵控制算法研究》一文中研究指出本文针对舵鳍联合操纵运动控制问题,在充分考虑船舶横摇运动和艏摇运动耦合作用的基础上,利用模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)在处理多变量控制优化问题上的优势,设计了一种基于MPC方法的舵鳍联合操纵运动控制器,利用Matlab对设计的控制器进行了仿真验证。仿真结果表明设计的舵鳍联合操纵运动控制器具有较强的环境适应性,减摇控制效果良好。(本文来源于《2017年数字化造船学术交流会议论文集》期刊2017-06-01）
沈晓[6]（2017）在《舵鳍联合减摇系统建模与反步滑模自适应控制》一文中研究指出舵鳍联合减摇是二十世纪新兴起来的一种新型减摇控制策略,它集合了舵减摇和鳍减摇两者的优势,能够保证船舶在海上航行时不会发生剧烈的横摇,同时也使船舶的航向得到了控制。本文建立了能够比较全面反映船舶运动的四自由度非线性数学模型,并在此基础上,重点研究舵鳍联合减摇反步滑模自适应控制,本文主要针对以下几方面内容进行了研究:首先,基于MMG建模思想,本文参考了孙景浩模型建立了4自由度的船舶运动数学模型。该模型考虑了船舶粘性类流体产生的附加质量、附加惯性矩及静水压产生的复原力矩。另外,考虑复杂的海洋环境对船舶运动的影响,建立了风浪干扰模型。根据实船数据,进行船舶操纵性试验仿真,验证了所建模型的正确性。其次,设计了反步滑模自适应控制器,并应用于舵鳍联合减摇控制。考虑到舵鳍联合系统模型的复杂性,为方便控制器设计,建立了具有严反馈形式的舵鳍联合控制系统数学模型;针对传统的反步法鲁棒性不强的特性,在反步法的基础上引入滑模项,提高了控制器的鲁棒性;同时,针对舵鳍联合减摇控制系统模型参数变化、外界干扰等不确定且上界未知的特性,加入自适应算法来估计系统不确定项的界,并通过Lyapunov稳定性理论分析了控制系统的稳定性。论文在不同海况下,对船舶横摇与艏摇运动进行仿真,不同海况下的仿真结果表明该控制器在保证船舶航向控制精度的同时,能够使船舶达到较好的减摇效果。仿真结果表明该控制器具有鲁棒性。最后,在上述反步滑模自适应控制的基础上引入了非线性干扰观测器,估计干扰,目的是补偿扰动对系统的影响。仿真结果表明,该算法提高了控制性能,取得了较好的控制效果。(本文来源于《大连海事大学》期刊2017-04-01）
潘学美[7]（2016）在《舵鳍联合减摇系统建模与滑模控制研究》一文中研究指出船舶在海上航行时,受风、浪等海洋环境扰动的影响,会产生各种摇荡运动,剧烈的横摇运动将严重影响船舶的安全性、适航性。舵鳍联合减摇控制系统就是在综合考虑减摇鳍和舵减摇的基础上形成的一种减摇装置,它在保证航向控制精度的同时,能达到较好的减摇效果,从而提高船舶的航向稳定性、操纵性、安全性以及乘员的舒适性。本文重点研究建立船舶运动非线性数学模型,以及基于输入输出反馈线性化的舵鳍联合滑模控制系统的设计。首先,分别考虑作用在船体、螺旋桨、舵、鳍上的流体动力以及力矩,构建了一个风浪干扰作用下的纵荡、横荡、横摇和艏摇4自由度的船舶运动非线性数学模型,并且给出了该模型中所涉及到的参数的估算公式。本文在数学建模过程中参考了孙景浩提出的流体跟随船舶运动产生附加质量和附加惯性矩的相关理论,使得所建模型更加全面。然后,针对某集装箱船提供的船舶参数,利用本文构建的船舶运动非线性数学模型,进行了旋回试验以及Z形操纵试验的仿真,将仿真结果与相关文献提供的计算数据和船舶操纵性标准进行对比分析,验证了该模型的正确性、可行性,可用于船舶舵鳍联合控制仿真研究。最后,本文基于滑模变结构控制对外部扰动与模型误差不灵敏的特性,结合非线性微分几何理论,设计了基于输入输出反馈线性化的滑模控制器,并应用于船舶舵鳍联合减摇控制系统。为了方便设计滑模控制器,论文将船舶运动非线性数学模型简化为仿射非线性数学模型。论文针对不同海况,进行了船舶减摇与航向联合控制仿真实验,仿真结果表明该控制器具有良好的鲁棒性,在保证船舶航向控制精度的同时,使得船舶达到较好的减摇效果。(本文来源于《大连海事大学》期刊2016-01-01）
张永庆[8]（2015）在《舵鳍联合控制参数敏感性分析及控制器优化》一文中研究指出操纵性能是船舶控制领域长期关注的研究问题之一,而回转运动是体现船舶操纵性的重要运动形式。静水条件下,船舶回转运动过程中会产生内倾和外倾;扰动条件下,则会产生横摇,过大的横倾或者横摇会导致船舶的倾覆。减小船舶横倾和横摇是提高船舶回转特性、提升操纵性能的重要途径。可以由两个方面来减小回转运动中的横摇,一方面是船舶固有的物理特性,即船舶参数选取;另一方面是控制策略,即控制器的设计。本文从影响船舶回转特性的舵鳍参数入手,采用敏感性分析的方法,研究了舵鳍参数对船舶回转性能的具体影响,在此基础上,通过优化舵鳍参数,改善了船舶固有回转性能。控制器的设计方面,在船舶回转运动中,舵保持在固定角度,通过对减摇鳍的控制,实现模糊神经网络控制器的设计,改善闭环系统回转性能。基于以上内容,本文研究内容及成果如下:首先,建立船舶运动模型,由于研究船舶参数变化对回转运动的影响,选取了物理意义明确且可以对各部分单独分析的分离建模方法,基于牛顿运动定理的六自由度模型,简化得到仿真所需的四自由度运动方程,为了使数学模型更加精准,从进行过水池试验且水动力导数已知的船型中选取研究船型,并在此基础上加入环境扰动模型、舵鳍控制模型和环境扰动模型等,将各部分数学模型表示为四个自由度上力和力矩的形式。在建立舵鳍部分模型时考虑了螺旋桨对舵的影响,并对有效流速和有效冲角问题作了具体分析。其次,在数学模型基础上搭建Simulink仿真模型,研究敏感性分析策略,然后结合回转运动选取了适当的敏感性分析方法和流程,通过Simulink回转运动仿真,完成了舵和鳍对回转性能的单参数敏感性分析,得到舵参数和鳍参数对回转半径和横摇影响大小和方向各不相同,总结了其影响规律和差异性。然后,借助Isight优化平台,基于多目标优化的遗传算法,分别完成舵鳍不同参数组合的优化和对所有舵鳍参数的同步优化,总结了舵鳍不同参数组合优化的规律。通过参数优化前后仿真对比,证明了选取的优化平台和优化策略是可行的。最后,在仿真模型和优化的参数基础上,设计能在船舶回转运动过程中对鳍控制的PID控制器和模糊神经网络控制器,并分别进行不同舵鳍参数和不同控制策略的仿真对比,得到相同控制不同参数时,参数经过优化后回转性能更好;相同参数不同控制时,采用模糊神经网络控制的回转性能更好。通过研究表明,通过对舵鳍参数优化能改善静水下船舶横倾,减小加入扰动后的横摇。而舵鳍参数优化结合模糊神经控制方法能取得令人满意的控制效果,进一步改善了船舶回转性能。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2015-12-01）
田军[9]（2015）在《舵鳍联合控制参数优化及仿真》一文中研究指出船舶上装置的舵和减摇鳍系统分别完成航向和横摇减摇控制,但是两者之间存在着耦合,因此提出了舵鳍联合控制,实现多翼面的协调控制。建立船舶运动系统横荡、艏摇和横摇的叁自由度运动、舵和减摇鳍的驱动控制、海浪干扰等数学模型,构建仿真环境。利用线性二次型最优控制理论设计舵和减摇鳍的联合控制器,并采用多目标优化手段确定舵速和鳍速参数,仿真表明,在不同的海况,以及船体不同航行状态下,都取得了显着的减摇效率,效果较减摇鳍单独减摇效果更佳,且能够保证良好的航向控制精度,说明舵鳍联合减摇有效地协调舵和鳍控制水翼的控制力和控制力矩。(本文来源于《自动化技术与应用》期刊2015年07期）
阮苗锋,宋立忠,李湘平[10]（2015）在《基于模糊神经网络的舵鳍联合减摇控制》一文中研究指出船舶是典型的复杂非线性、不确定性系统,受自身结构、所装货物质量、航速及风浪流等因素的影响,难以建立其精确的数学模型。由此,针对目前舵鳍联合减摇控制设计依赖于船舶模型参数的缺点,在充分考虑舵角、舵速等约束条件的基础上,基于模糊神经网络设计分离型舵鳍联合减摇控制器,并在不同海况和模型参数存在摄动的情况下进行MATLAB仿真研究。仿真结果表明:所设计的模糊神经网络控制器不仅能使船舶保持航向,而且其减摇效果优于传统PID控制,同时体现出了极强的鲁棒性。(本文来源于《中国航海》期刊2015年02期）
舵鳍联合控制论文开题报告
（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：
船舶在航行过程中,受到风浪等海洋环境因素的干扰,会发生横摇、横荡、艏摇、纵荡等运动。剧烈的摇荡运动会严重影响船舶航行时的稳定性和安全性;船舶舵鳍联合控制系统就是在确保航向控制精度的同时能够通过控制减摇鳍来实现有效地减摇,进而提高船舶在海上航行时的稳定性、安全性和舒适性等。本文重点研究四自由度的船舶运动数学模型的建立,以及船舶舵鳍联合系统的无模型控制策略设计。首先,根据牛顿动力学的动量定理与动量矩定理,建立了四自由度的船舶运动非线性数学模型并对其进行了回旋试验和Z形操纵试验仿真,与相关文献给出的数据及船舶操纵性标准进行对比分析,证明了本文所建船模的正确性和可靠性。然后,根据Conolly船舶横摇线性数学模型,设计了无模型自适应(MFAC)减摇控制器,并通过仿真研究,表明MFAC在低频海浪扰动下对比PID控制器,具备了更强的鲁棒性;在舵鳍联合系统中,针对非自衡的航向系统设计了经过镇定器内回路反馈的改进MFAC航向控制器和非线性横摇运动系统的MFAC减摇控制器,在保证船舶航向控制精度的同时能够有效的减摇,并进行了仿真研究。MFAC策略与PID控制策略相比,具备可调参数少,参数调节简单,实现更方便等优点,而且根据仿真结果分析,MFAC在航向控制中表现出更强的自适应能力;在高海况下,MFAC在减摇控制中表现出更强的鲁棒性和适应性。最后,对船舶横摇线性数学模型进行自抗扰(ADRC)减摇控制器设计与仿真研究,结果表明,该控制器下的减摇效果优于PID。在此基础上,针对船舶舵鳍联合系统时,设计的基于ADRC策略的控制器不仅能够精确控制航向而且能够对船舶进行有效减摇。其中,为简化ADRC的总体结构,减少ADRC可调节参数,设计了 LADRC航向控制器,通过仿真试验研究表明,LADRC具有优于PID的航向控制品质;同时设计的ADRC减摇控制器,通过仿真研究发现,无论何种海况下,ADRC在非线性横摇运动中表现出的减摇效果都强于PID控制,鲁棒性更强。
（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。
舵鳍联合控制论文参考文献
[1].邹令辉,周岗,李文魁,陈永冰,殷波兰.基于最优控制的舵鳍联合减摇性能指标函数的分析研究[J].舰船科学技术.2018
[2].杨太阳.船舶舵鳍联合系统的无模型控制策略研究[D].大连海事大学.2018
[3].林安辉,蒋德松.舵鳍联合减摇与航向保持的非线性控制方法[J].集美大学学报(自然科学版).2017
[4].王振强,胡绪昌,黄雪平,项卫东.某型船舶舵鳍联合减摇控制策略研究[J].船舶工程.2017
[5].郭亦平,林超,林莉,王益民.基于MPC的舵鳍联合操纵控制算法研究[C].2017年数字化造船学术交流会议论文集.2017
[6].沈晓.舵鳍联合减摇系统建模与反步滑模自适应控制[D].大连海事大学.2017
[7].潘学美.舵鳍联合减摇系统建模与滑模控制研究[D].大连海事大学.2016
[8].张永庆.舵鳍联合控制参数敏感性分析及控制器优化[D].哈尔滨工程大学.2015
[9].田军.舵鳍联合控制参数优化及仿真[J].自动化技术与应用.2015
[10].阮苗锋,宋立忠,李湘平.基于模糊神经网络的舵鳍联合减摇控制[J].中国航海.2015
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