随机波浪扰动下的船舶航向运动控制研究

发布时间：2024-11-02 14:26

　　船舶运动控制一直是研究的热点。船舶运动控制分为航向控制和航迹控制,航向控制是船舶运动控制的基础。自贸易全球化以来,各国之间的贸易主要是船舶运输。而船舶航行状况容易受海上复杂环境影响,其中波浪对船舶航行影响最大,导致船舶航向控制性能降低,在多船相遇时,存在着碰撞的险情,威胁着船舶的航行安全。另外,近年来无人艇的研究受到各国热烈追捧,而无人艇研制面临最大的问题是如何在波浪的影响下仍保持良好的航向控制性能。因此,提升船舶在波浪下的航向控制性能是船舶航向控制研究的重要内容之一。目前,PID控制算法广泛应用在船舶的航向控制,对于船舶航向控制算法已选定,船舶的航向控制性能跟控制算法的参数、波浪引起扰动的系统状态变量以及受控系统的模型有关。因此,分别研究了以上内容对船舶航向控制性能影响。主要研究内容如下:1、针对船舶航向控制系统的控制性能跟航向控制算法的控制参数有直接联系。建立船舶航向控制系统的目标函数,在标准粒子群优化算法(PSO)基础进行改进,并对标准粒子群算法及改进粒子群算法进行了收敛性分析。然后采用该算法对目标函数寻优,在解空间内搜寻一组使得目标函数最优化的粒子,粒子的位置即为最优的控制参数,...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

文采用“育龙”轮为研究对象，船舶的自身参数[55]：两柱间长为126，方形系数为0.681，满载排水量为14278.123m，舵叶面积为18.82m重心距中心距离为0.25m，可得T0.48，K216.58。本文中改进参数设置：粒子数目为20；....

图3-4波浪条件下的船舶航向控制Simulink仿真模型Fig3.4Simulinksimulationmodelforshipheadingcontrolunderwaveconditions基于船舶航向控制系统模型，设置指定航向角。在静水和波浪条....

图3-4波浪条件下的船舶航向控制Simulink仿真模型Fig3.4Simulinksimulationmodelforshipheadingcontrolunderwavecon舶航向控制系统模型，设置指定航向角。在静水和波浪条件下算法、基于惯性权....

随机波浪扰动下的船舶航向运动控制研究图3-5所示，随着迭代次数的增加，采用标准和所有改进粒子群优化算法J值最终保持稳定都非常接近，表明所有算法都已收敛，可以确定一组使性能最佳的PID参数。本文改机粒子群优化算法在搜索前期具有更小J值在2-16次时，粒子陷入局部极值....

本文编号：4009650