基于T-S模糊系统的动力定位船舶控制方法研究

发布时间：2020-12-10 07:42

　　近年来,随着我国对海洋资源和权益的增加,动力定位船舶在海洋工程中有了更加广阔的应用前景。目前,动力定位（DP）船舶已经普遍应用于海域工程的众多领域。DP船舶是低频运动和高频运动综合作用的结果。其高频因素进入反馈环,在动力定位系统中产生了不必要的能量浪费以及推力器的磨损。由于推力系统只需抵消低频因素的扰动,因此通过滤波技术来滤除掉位置及艏摇测量值的高频因素是非常有必要的。并且在多数状况下,船舶运动速度是无法测量的,为了估计出船舶运动速度,因此使用状态观测器是有必要的。此外,由于船舶受外界复杂环境的干扰,其过程可视为一个复杂的非线性系统。虽然船舶动态运动的固有非线性可以用很多非线性方法进行解决,但这些方法适应参数变化和环境扰动变化的能力有限,而且计算量也比较庞大。因此,研究基于T-S模糊系统的动力定位船舶系统具有非常重要的理论和实际意义。本文主要研究内容如下:本文首先研究了船舶动力定位系统的T-S模糊模型。动力定位船舶系统的原始模型包括船舶运动学、动力学模型;海洋环境干扰主要有海风、波浪和洋流模型,将上面的数学模型进行T-S模糊化处理。动力定位系统模型的研究是后面研究内容的基础。然后研究了... 

【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源及课题的研究背景
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题的研究背景
    1.2 课题研究的目的及意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 动力定位系统T-S模糊模型的研究现状
        1.3.2 T-S模糊观测器的研究现状
        1.3.3 基于观测器的T-S模糊控制器结构的研究现状
    1.4 本文主要研究内容
第2章 基础理论
    2.1 模糊控制理论
    2.2 线性矩阵不等式简介
    2.3 Schur补引理及符号说明
        2.3.1 Schur补
        2.3.2 矩阵求逆引理
        2.3.3 Schur补引理
    2.4 李雅普诺夫稳定性理论
        2.4.1 李雅普诺夫意义下几个稳定性的基本概念
        2.4.2 李雅普诺夫直接法
    2.5 本章小结
第3章 船舶动力定位系统的数学模型
    3.1 船舶动力定位系统的最初数学模型
        3.1.1 船舶运动坐标系
        3.1.2 动力定位船舶六自由度非线性运动方程
        3.1.3 动力定位船舶三自由度运动学方程
        3.1.4 动力定位船舶三自由度低频运动方程
        3.1.5 动力定位船舶高频运动方程
        3.1.6 环境扰动模型
        3.1.7 船舶动力定位系统的数学模型
    3.2 船舶动力定位系统的T-S模糊模型
    3.3 本章小结
第4章 动力定位船舶T-S模糊观测器的设计
    4.1 问题描述
    4.2 动力定位船舶的观测器数学模型
    4.3 前件变量已知的T-S模糊观测器设计
    4.4 前件变量未知的T-S模糊观测器的设计
    4.5 本章小结
第5章 动力定位船舶基于观测器的T-S模糊系统的设计与仿真
    5.1 前件变量已知的T-S模糊系统的设计与仿真
        5.1.1 前件变量已知的T-S模糊控制器的设计
        5.1.2 前件变量已知的T-S模糊系统的设计
        5.1.3 稳定性分析
        5.1.4 仿真结果
        5.1.5 结果分析
    5.2 前件变量未知的T-S模糊系统的设计与仿真
        5.2.1 前件变量未知的T-S模糊控制器的设计
        5.2.2 前件变量未知的T-S模糊系统的设计
        5.2.3 稳定性分析
        5.2.4 仿真结果
        5.2.5 结果分析
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]动力定位船舶自适应滑模无源观测器设计[J]. 谢文博,付明玉,施小成.  控制理论与应用. 2013(01)
[2]船舶动力定位系统的数学模型[J]. 童进军,何黎明,田作华.  船舶工程. 2002(05)

硕士论文
[1]船舶动力定位系统非线性观测器设计[D]. 姜锋.大连海事大学 2011



本文编号：2908338