基于外界扰动的船舶航向保持控制器设计

发布时间：2021-12-29 03:44

　　船舶航向保持控制在海洋工程中具有重要的运用,为了设计简捷的控制器来实现船舶航向保持任务,本文以大连海事大学科研实习船"育鹏"轮为研究对象,对其建立考虑外界干扰的非线性Nomoto数学模,以建立非线性数学模型为控制对象,设计PID航向保持控制器,用MATLAB旋回试验验证了所建立的非线性数学模型的有效性,两个仿真对比实验验证了建立的非线性Nomoto数学模型相比于线性Nomoto数学模型在所设计PID控制器的控制下,具有良好的控制效果且舵机能量耗损较小. 

【文章来源】：广州航海学院学报. 2020,28(04)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

“育鹏”轮非线性船舶数学模型

“育鹏”轮旋回对比图

利用改进PID控制器对非线性系统与线性系统进行仿真对比实验,红色实线表示考虑外界干扰的线性Nomoto模型,蓝色实线表示相同干扰环境下非线性Nomoto模型,仿真环境为5级海况,5级风力干扰,风力干扰分为平均风和脉动风,脉动风以白噪声信号等效[4],仿真风力干扰如图4所示.船舶初始状态为[Ψ(0),r(0),δr(0)]=[0°,0°/s,0°],仿真时间为500 s,为减少舵机损耗,船舶操舵最大幅值为30°,仿真效果如图3所示.图4 外界风力干扰


本文编号：3555336