深潜救生艇动力定位系统控制方法研究

发布时间：2017-04-14 20:07

  本文关键词：深潜救生艇动力定位系统控制方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 随着人们对海洋的开发向深海进军，对深潜救生艇动力定位系统的需求越来越大，要求也越来越高，，这就促使科技工作者进行新的技术研究和开发，以满足在军用领域和民用领域的需求。在国外，动力定位技术已经发展了三十多年，形成了高科技的产业，促进了相应科学研究的发展。 本文以深潜救生艇为研究对象，以提高深潜救生艇定位精度、提高深潜救生艇工作的稳定性、增强动力定位系统的抗干扰能力及降低能耗为出发点，研究深潜救生艇动力定位系统新的控制技术。目前CMAC神经网络在深潜救生艇操纵性能的研究中已有一些报道，还没有在深潜救生艇动力定位系统中应用的研究。本文主要进行以下几个方面的研究工作： 利用模块化建模的思想，对深潜救生艇动力定位系统建立模型，并且建立了仿真程序，包括深潜救生艇运动数学模型、推力器模型和环境(海流)数学模型，通过仿真实验验证模型的正确性。 研究了前馈神经网络，提出基于CMAC神经网络的PID复合控制算法，并且验证其控制方法的有效性。建立CMAC神经网络与常规PID相结合的复合控制器。 通过C++编写动力定位系统仿真程序，对常规PID控制器、CMAC神经网络与常规PID相结合的复合控制器进行仿真，通过仿真结果验证了所研究技术的合理性和实用性。 本文研究了深潜救生艇动力定位系统的新的控制方法，该方法可以在以后的动力定位系统设计中进行应用。
【关键词】：深潜救生艇 动力定位 CMAC 神经网络
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：U674.23
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 目录8-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 论文选题的背景及意义11-12
• 1.2 深潜救生艇的发展状况12-14
• 1.3 国内外动力定位技术的发展状况14-15
• 1.4 本论文的主要工作15-17
• 第2章 深潜救生艇动力定位系统数学模型17-44
• 2.1 引言17
• 2.2 模块化建模及建模方法17-20
• 2.2.1 模块化建模17-18
• 2.2.2 动力定位系统模型的组成18-19
• 2.2.3 建模方法19-20
• 2.3 四自由度动力定位艇体数学模型20-32
• 2.3.1 动力定位运动特点和救生艇的特殊艇型20-21
• 2.3.2 建立坐标系21-25
• 2.3.3 深潜救生艇动力学方程25-26
• 2.3.4 深潜救生艇上的水动力模型26-28
• 2.3.5 重力与浮力28-29
• 2.3.6 艇体运动数学模型表达及算法29-32
• 2.4 推进器模型32-35
• 2.4.1 推进器简化模型32-35
• 2.4.2 主推进器系统模型35
• 2.5 环境干扰模型35-37
• 2.5.1 海流干扰35-36
• 2.5.2 不平衡力模型36-37
• 2.6 推力分配37-38
• 2.7 四自由度深潜救生艇模型验证38-43
• 2.7.1 海流作用下模型验证38-41
• 2.7.2 直航模型验证41-43
• 2.8 本章小结43-44
• 第3章 CMAC神经网络控制器设计44-62
• 3.1 引言44
• 3.2 人工神经网络模型44-46
• 3.3 人工神经网络的学习46-50
• 3.3.1 学习方式46-48
• 3.3.2 学习算法48-50
• 3.4 CMAC网络50-53
• 3.4.1 CMAC概述50-51
• 3.4.2 CMAC神经网络算法分析51-53
• 3.5 CMAC与 PID复合控制53-61
• 3.5.1 基于 CMAC神经网络的控制方案53-55
• 3.5.2 前馈控制系统的基本原理55-57
• 3.5.3 CMAC神经网络与常规 PID相结合的复合控制57-59
• 3.5.4 CMAC与 PID复合控制仿真分析59-61
• 3.6 本章小结61-62
• 第4章 深潜救生艇动力定位系统仿真研究62-77
• 4.1 引言62
• 4.2 CMAC复合控制器的设计62-63
• 4.3 静水情况下深潜救生艇动力定位仿真结果63-69
• 4.3.1 静水无测量噪声干扰情况63-66
• 4.3.2 静水有测量噪声干扰情况66-69
• 4.4 有海流情况下深潜救生艇动力定位仿真结果69-76
• 4.4.1 有海流无测量噪声干扰情况69-73
• 4.4.2 有海流有测量噪声干扰情况73-76
• 4.5 本章小节76-77
• 结论77-78
• 参考文献78-82
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果82-83
• 致谢83

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 张书宁;新一代深潜救生艇动力定位系统设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 王大治;单点锚泊系统动力学建模仿真与姿态控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

3 王冬东;浮体艏向调整系统的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年

4 时丽丽;现代船舶动力定位系统的建模研究[D];广东工业大学;2011年

5 赵铁军;深海石油平台支援船(OSV)动力定位控制方法研究[D];江苏科技大学;2011年

6 张晓棠;深潜救生艇作业过程虚拟控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

7 李宁;气垫船航行控制特性的非线性分析方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

8 何斌;DSRV运动控制中参数自寻优典型方法研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

9 汪志勇;耙吸挖泥船DP/DT控制算法研究[D];江苏科技大学;2012年

  本文关键词：深潜救生艇动力定位系统控制方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：306739