基于网络的船舶航向控制器设计

针对非线性船舶航向控制问题,基于Lyapunov稳定性理论,将网络控制技术融入到船舶自动舵控制器设计方法之中,利用网络化控制系统的稳定性分析方法,考虑船舶系统的实际特点,对船舶航向与控制问题进行研究,并设计一种新型自动舵控制策略.该控制策略计算量小,学习收敛速度快,控制性能良好,能较快地跟踪对象参数变化及适应船舶运行环境的改变.仿真结果不仅表明了这种控制策略能够提供较

第3 6卷 第 5期 21 年 1 00 O月

V0 . 6 No 5 13 . OC . 0 0 t2 1

J u n l fL n h u Unv r i fTeh oo y o r a a z o ie st o c n lg o y

文 章 编 号 : 6 35 9 ( 0 0 0—0 30 1 7— 16 2 1 )50 7- 6

基 于 网络 的船 舶航 向控 制 器 设 计

冯 宜伟 ,郭 戈

(.兰州理工大学 电气2 程与信息工程学 院, 1 1 2 甘肃 兰州 7 0 5 ; . 3 0 0 2 大连海事大学 信息科学与技术学院 , 辽宁 大连 162) 1 0 6

摘要 :针对非线性船舶航 向控 制问题 , 基于 L a u o y p n v稳定性理论 , 网络 控制技术 融入到船 舶 自动舵控 制器设 计 将 方法之 中, 利用网络化控制 系统 的稳定 性分 析方法 , 考虑 船舶 系统 的实际特 点 , 船舶航 向与控 制 问题 进行研 究, 对 并设计 一种 新型 自动舵控制策略. 该控 制策略计算 量小 , 习收敛速 度快 , 学 控制 性能 良好 , 能较快地 跟踪 对象参 数 变化及适应船舶运行 环境 的改变. 真结果不仅表 明了这 种控 制策 略能够 提供较 好 的控 制性 能, 仿 而且其 计算速度

基 本 上 可 以 满足 船 舶 操纵 实 时 控 制 的要 求 .

关键词 :船舶 自动舵控制器 ;网络控制 ;非线性系统 ;稳定性

中图 分 类 号 : 2 3 TP 7 文 献 标 识 码 :A

Ne wo k- a e o r le e i n f r s p c u s o t o t r b s d c nt o lr d s g o hi o r e c n r l

FENG — i-,GU 0 e Yi we - G

( .Co lg fElc rc la d I fr a inEngn eig,La z o nv 1 le eo e tia n no m to ie rn n h u U i.ofTeh c .,La z u 7 0 5 n ho 3 0 0,Chn ia;2 .Sc o lo nfr ain S in e h o fI o m t ce c o a d Te h oo y,DainM aii eUnv r i n c n lg l rtm ie st a y,Dain 11 0 6,Chna l 6 2 a i )

Ab ta t sr c :Ai d a h o l e rp o lm fs i o r ec n r l n a e n L a u o tb l y t e r , me tt en n i a r be o hp c u s o to db s d

o y p n vsa i t h o y n a i

t en t r e o to e h oo y wa n r d c d t o tolr d sg fs i u o i t Ta ig it e h ewo k d c n r ltc n l g s ito u e o c n r l e i n o h p a t p l . e o kn n o a — c u to h cu lc a a trsiso hp s s e ,t ep o lm so hp c u s n o to e ei v sia o n ft ea t a h r c eit fs i y tm c h r b e fs i o r ea d c n r l r e tg — w n t d a d an v lsr tg fa t p ltwa h n d sg e y e lyn h t bl y a ay i eh d o e— e n o e ta e yo u o i st e e in d b mp o ig t esa i t n l ssm t o fn t o i wo k d c n r ls se r e o to y t m. Thsc n r lm a eaf au eo uc rr s o s ta e y t h a it no ag t i o to d e t r fq ike e p n esr t g ot ev rai ftr e o p r m e esa d q ik ra a tto O t e u fr s e ic m sa c sw i a tc n e g n e s e d a d ls aa tr n uc e d p a in t h n o e e n cr u t n e t f s o v r e c p e n e s h

c mp tt n lb r o u a i a o .Th i lto e u t h we h tt i o to ta e y c u dp o ien t n yab te o esmu a in r s lss o d t a hsc n r l r tg o l r vd o l e tr s o

C n r l ef r a c u lo q ik c m p t t n s e d f l l n h e ur m e t o e l i e c n r lfr O to ro m n e b t as u c o p u a i p e u f l g t e r q ie n fra — m o to o o ii t

s p s e rng hi t e i .

Ke r :s i u o i tc n r l r e wo k c n r l o l e rs se ;sa it y wo

ds hp a t pl o to l ;n t r o to ;n n i a y t m o e n t b y l i

船舶航 向的控 制与保 持 一直 以来 受 到人们 的广 泛重 视. 从只 能进 行 简单 比例 控 制 的第 一 代 机 械 式

自动 舵 , 到融合 控制 技术 和 电子 技术 于一 体 的 、 加 更 复杂 的第 二代 自动 P D舵 , I 以及 第 三代 基 于 自适 应

之 间的连 线也 越来 越 复杂 , 得 船 舶 的物 理 实 现 成 使

本不 断增 高 , 相应 的维 护成 本不 断增 加 , 障诊 断和 故 参数 调整 难 度不 断加 大. 同时 , 数字计 算 机技 术及 网

络控 制技 术 也得 到 了 深入 的发 展 , 多 传 统 的模 拟 许

理论设 计 的 自适 应舵 和第 四代 智 能舵 【 , 些 发 展 一 这 ¨] 历程无 不体 现着 人们 追 求实 现船 舶航 向精 准控 制 与 保持 的 良好愿望 . 实际上 , 些控 制方 法 在不 同程 度 这

上提 高 了船舶操 纵 的控 制 精 度 , 而 随 着 各 类 先 进 然

型控 制器 、 传感 器 以及 执行 器 纷 纷 被 数 字 型 控 制 器

电子设 备 和智 能单 元 在 船 舶 上 的 广 泛应 用 , 单 元 各

收 稿 日期 :2 1 - 4 1 0 00 — 9

所代替. 通常 , 大部分的元器件均是通过点对点的控 制模 式来 相互 交换 信 息 , 这类 控 制 模 式 使 得 船 舶 控 制 体 系结 构臃 肿 而复 杂 , 而且 这 种 复杂 性 将 随 着 对 船舶 功能 需求 的 日益增 长 而不 断递增 . 因此 , 迫切 需 要 建 立或 引入 一种 新 的控制 模式 来应 对 这一挑 战.

新 型 网络 控 制 技术 的 出现及 广 泛 的应 用 , 望 有

基 金 项 目 :国 家 自然 科 学 基 金 (0 70 3 , 英 东 教 育 基 金 6 94 1 ) 霍 ( I0 6 , 家 新 世 纪 优 秀 人 才 支 持 计 划 ( ET I 16 ) 国 NC -

0 —9 2 40 8 )

成 为解 决 这一 问题 的有 效 途 径 之 一. 网络 控 制 框 将

架 引入 到 船舶 控制 系 统 中来 , 仅 能 减 少 系 统 中各 不

作 者 简 介 :冯 伟 ( 9 3)男 , 1 7 , 甘肃 景 泰 人 , 士 生 , 教 授 . 博 副

部 件之 间 的连线 , 低 成本 , 降 而且 安装 维 护 简 便 , 可

基于网络的船舶航向控制器设计

你可能喜欢

  • 船舶推进系统
  • 模糊控制系统
  • 微分方程建模
  • 线性矩阵不等式
  • 鲁棒控制理论
  • 自动化专业毕业论文
  • 船舶设计
  • PID控制算法

基于网络的船舶航向控制器设计相关文档

最新文档

返回顶部