基于Backstepping的模糊自适应船舶航向控制

发布时间：2017-11-06 19:21

  本文关键词：基于Backstepping的模糊自适应船舶航向控制

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【摘要】：船舶运动控制是船舶自动化的核心,直接关系到船舶航行的安全性、操纵性和经济性。船舶运动具有非线性、模型不确定等特点,因而开展不确定非线性船舶运动控制研究,具有重要的理论价值和现实意义。因此本文针对船舶航向控制系统的特点,基于Backstepping设计方法和模糊自适应控制理论,研究了非线性船舶航向的自适应模糊控制问题。 首先,结合Backstepping设计方法,以船舶航向控制作为研究对象,设计了船舶航向控制器；进而针对带有参数不确定性的船舶航向控制系统,在Backstepping技术框架内,设计了非线性Backstepping自适应航向控制器；并针对有无扰动两种情况,进行仿真研究,结果表明所得Backstepping自适应航向控制器实现理想的航向跟踪控制。 其次,针对船舶航向控制系统中含有的未知非线性动态,采用T-S模糊系统作为在线逼近器,通过反馈线性化技术和李雅普诺夫稳定性理论,提出一种间接模糊自适应控制策略,确保船舶航向控制系统的稳定性；进而,将Backstepping算法和模糊自适应控制策略相结合,针对带有不确定性的船舶航向控制系统,提出了一种基于Backstepping的模糊自适应控制方法,李雅普诺夫方法确保闭环控制系统的稳定性和自适应参数收敛性；仿真结果验证了该方法在船舶航向控制中的有效性和优越性。 最后,针对船舶运动非线性模型,基于L2增益理论,通过在原有的直接模糊自适应律中引入学习误差反馈,提出了一种基于学习误差的直接模糊自适应船舶航向控制方法,仿真结果表明该方法使得船舶航向系统能够达到良好的控制效果。
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U664.82

【参考文献】

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1 王庆超;于占东;;基于反步法的CSTR神经网络非奇异自适应控制[J];吉林大学学报(信息科学版);2006年01期

2 张显库,贾欣乐,刘川;响应型船舶运动数学模型的构造[J];大连海事大学学报;2004年01期

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本文编号：1149031