滑模虚拟传感器在动力定位容错控制中的应用
发布时间：2021-12-10 17:53
滑模虚拟传感器是指利用滑模变结构理论,对虚拟传感器的控制模块进行优化,使虚拟传感器能够根据当前的工况灵活调整。船舶动力定位系统的容错控制可以有效提高动力定位的精度,确保动力定位系统的控制器高效运行。本文利用滑模变结构虚拟传感器,设计了船舶动力系统的容错控制器,详细介绍了动力定位容错控制器的运行原理。
【文章来源】：舰船科学技术. 2020,42(10)北大核心
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
虚拟传感器组成模块图Fig.2Virtualsensorcomponentmodulediagram
Corbett.基于DRNN神经网络的PD混合控制技术在船舶动力定位系统中的应用[J].中国造船,2006,47(1):48–54.[1]刘旭.基于多传感器系统重构的船舶动力定位控制研究[J].舰船科学技术,2018,40(22):200–202.[2]孙好好,肖健梅,王锡淮.基于滑模控制算法的船舶动力定位系统控制仿真研究[J].船电技术,2015,35(8):29–31.[3]潘新安.一种模块化可重构机器人的设计理论与实验研究[J].空间自动化技术研究室,2013.[4]图2虚拟传感器组成模块图Fig.2Virtualsensorcomponentmodulediagram图3基于虚拟传感器的控制重构容错原理Fig.3Faulttoleranceprincipleofcontrolreconfigurationbasedonvirtualsensor·78·舰船科学技术第42卷
?3个部s(x)=0s(x)>0s(x)<0s(x)=0分，分别为，，，其中，是控制系统的切换面。假定2阶系统为：{x1=x2，x2=a1x1a2x2+β，x1x2a1a2β2阶系统中，，分别为系统的状态变量，，为固定的参数，为系统控制函数，控制函数满足下式：β=ψx1。其中，ψ的值取k或者–k。a2<0ψ=kψ=k在滑模变结构控制理论中，如果2阶系统，当时，控制方程有一对共轭复数根，如果，则控制方程轨迹是离心的螺旋线，如图1所示。2.2滑模变结构的虚拟传感器设计在船舶动力定位系统中，如果船舶的传感器出现故障，那么就会直接影响动力定位系统的正常运行。本文的研究方向是当船舶动力定位系统的传感器出现故障时，诊断模块能够迅速识别故障类型，并基于滑模变结构控制理论对传感器进行重构，生成一个虚拟的传感器。虚拟传感器主要由标称模块，重构模块和控制模块组成，原理如图2所示。虚拟传感器中，标称模块为：˙x=f(x,u,t),x,u∈R，式中：u为虚拟传感器的控制输入。变结构切换向量为s(x),控制模块如下式：ui(x)={ui+(x),si(x)>0，ui(x),si(x)<0，虚拟传感器的重构过程是产生适当的信号yi(t)，图1ψ=k时控制方程的相轨迹ψ=kFig.1phasetrajectoriesofgoverningequations第42卷范本正：滑模虚拟传感器在动力定位容错控制中的应用·77·
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多传感器系统重构的船舶动力定位控制研究[J]. 刘旭. 舰船科学技术. 2018(22)
[2]基于滑模控制算法的船舶动力定位系统控制仿真研究[J]. 孙好好,肖健梅,王锡淮. 船电技术. 2015(08)
[3]基于DRNN神经网络的PD混合控制技术在船舶动力定位系统中的应用[J]. 夏国清,Corbett Dan R. 中国造船. 2006(01)
本文编号：3533111
【文章来源】：舰船科学技术. 2020,42(10)北大核心
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
虚拟传感器组成模块图Fig.2Virtualsensorcomponentmodulediagram
Corbett.基于DRNN神经网络的PD混合控制技术在船舶动力定位系统中的应用[J].中国造船,2006,47(1):48–54.[1]刘旭.基于多传感器系统重构的船舶动力定位控制研究[J].舰船科学技术,2018,40(22):200–202.[2]孙好好,肖健梅,王锡淮.基于滑模控制算法的船舶动力定位系统控制仿真研究[J].船电技术,2015,35(8):29–31.[3]潘新安.一种模块化可重构机器人的设计理论与实验研究[J].空间自动化技术研究室,2013.[4]图2虚拟传感器组成模块图Fig.2Virtualsensorcomponentmodulediagram图3基于虚拟传感器的控制重构容错原理Fig.3Faulttoleranceprincipleofcontrolreconfigurationbasedonvirtualsensor·78·舰船科学技术第42卷
?3个部s(x)=0s(x)>0s(x)<0s(x)=0分，分别为，，，其中，是控制系统的切换面。假定2阶系统为：{x1=x2，x2=a1x1a2x2+β，x1x2a1a2β2阶系统中，，分别为系统的状态变量，，为固定的参数，为系统控制函数，控制函数满足下式：β=ψx1。其中，ψ的值取k或者–k。a2<0ψ=kψ=k在滑模变结构控制理论中，如果2阶系统，当时，控制方程有一对共轭复数根，如果，则控制方程轨迹是离心的螺旋线，如图1所示。2.2滑模变结构的虚拟传感器设计在船舶动力定位系统中，如果船舶的传感器出现故障，那么就会直接影响动力定位系统的正常运行。本文的研究方向是当船舶动力定位系统的传感器出现故障时，诊断模块能够迅速识别故障类型，并基于滑模变结构控制理论对传感器进行重构，生成一个虚拟的传感器。虚拟传感器主要由标称模块，重构模块和控制模块组成，原理如图2所示。虚拟传感器中，标称模块为：˙x=f(x,u,t),x,u∈R，式中：u为虚拟传感器的控制输入。变结构切换向量为s(x),控制模块如下式：ui(x)={ui+(x),si(x)>0，ui(x),si(x)<0，虚拟传感器的重构过程是产生适当的信号yi(t)，图1ψ=k时控制方程的相轨迹ψ=kFig.1phasetrajectoriesofgoverningequations第42卷范本正：滑模虚拟传感器在动力定位容错控制中的应用·77·
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多传感器系统重构的船舶动力定位控制研究[J]. 刘旭. 舰船科学技术. 2018(22)
[2]基于滑模控制算法的船舶动力定位系统控制仿真研究[J]. 孙好好,肖健梅,王锡淮. 船电技术. 2015(08)
[3]基于DRNN神经网络的PD混合控制技术在船舶动力定位系统中的应用[J]. 夏国清,Corbett Dan R. 中国造船. 2006(01)
本文编号：3533111
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