船舶减摇非线性系统神经网络控制研究

本文针对船舶横摇运动的非线性模型，基于BP神经网络设计了一种船舶横摇减摇 自适应PID控制器．该控制结构由两个BP神经网络组成,实现了对被控对象输出的预测及PID控制器参数的自整定．仿真表明该控制器对减摇系统的非线性模型有很好的减摇效果．     

升力控制减摇鳍模糊控制策略的仿真研究

减摇鳍控制系统具有时变、非线性以及不确定性等特点,因此系统采用PID控制并不能获得期望的控制效果;文中系统阐述了升力反馈控制减摇鳍系统控制原理,基于目前研究现状提出一种升力指令控制策略设计方法——具有参数可整定的模糊PID控制器,并讨论了如何优化模糊控制规则,使减摇鳍系统具有更好的自适应性和减摇效果;文章给出应用模糊控制器的减摇鳍控制系统的仿真结果,该系统在各种海况下都具有良好而平稳的减摇性能。     

船舶横向运动鲁棒PID控制及优化

针对船舶横向运动控制特点,为达到航向舵控制航向同时达到减横摇的目的,提出了一种基于闭环增益成形和模糊优化算法的鲁棒PID控制器设计方法。根据具有工程实际意义的横摇和艏摇带宽直接构造出横摇、艏摇鲁棒PID控制器,并基于横摇与艏摇频谱,组合成横向控制器。由于用舵来减摇不可避免地增加了舵机的工作负担造成较大的舵机损耗,为此提出对横摇和艏摇控制器输出加入权重分配,采用模糊算法优化横向控制器权系数的方法,达到系统性能综合最优。仿真结果表明所设计的控制器具有较强的鲁棒性,合理的权系数选择,不但可以达到降低舵机损耗的目的,而且提高了航向控制精度。该控制器设计简单,易于船舶横向运动控制的实际工程应用,具有一定的研究价值。     

适用于不同海浪的变参数减摇鳍控制器设计

为了减小船舶的横摇,使船舶在海上能够安全地航行,减摇鳍是船舶减摇行之有效的方法.具体阐述应用80C196KC减摇鳍控制器的硬件和软件设计方法.为了能够使减摇鳍控制器达到更好的减摇效果,采用变参数PID控制方法,使得减摇鳍控制器能够更好地适应随机变化的海况,使减摇效果更加理想.减摇鳍控制器的设计主要包括PID控制器设计、航速调节器设计、浪级调节器设计.根据不同航速、浪级调节减摇鳍控制器的输出,使得减摇鳍能够平稳、可靠地工作.该控制器稍加调试就能满足实际的应用,具有实际的应用意义.     

基于修正因子模糊PID控制在升力鳍系统中的应用

应用基于量化因子和决策因子自修正的模糊PID控制算法来改进升力控制减摇鳍系统,并利用子模糊系统自动调整量化因子和决策因子,从而改善基本模糊控制器的稳态和动态性能.模糊控制算法与传统PID控制的有机结合,使升力鳍系统控制精度、鲁棒性以及自适应性得到显著改善.基于该算法的某型船舶仿真结果表明,该复合控制算法使升力鳍系统能够在各种海况下均具有良好的减摇效果.     

基于修正因子模糊 PID控制在升力鳍系统中的应用

应用基于量化因子和决策因子自修正的模糊 PID控制算法来改进升力控制减摇鳍系统,并利用子模糊系统自动调整量化因子和决策因子,从而改善基本模糊控制器的稳态和动态性能 .模糊控制算法与传统PID 控制的有机结合,使升力鳍系统控制精度,鲁棒性以及自适应性得到显著改善 .基于该算法的某型船舶仿真结果表明,该复合控制算法使升力鳍系统能够在各种海况下均具有良好的减摇效果.

     

改进粒子群算法的PID神经网络解耦控制

综合减摇控制系统存在非线性、多变量、强耦合等因素,会导致减摇系统达不到最佳控制状态。利用粒子群算法具有对整个空间进行高效搜索以及PID神经网络的自适应特点,提出一种改进粒子群算法,以解决粒子群算法中存在算法精度不高、粒子易陷入局部极小值等问题,并提高PID神经网络训练速度和训练精度,便于参数寻优。仿真结果表明,改进的粒子群算法具有一定优越性,将其运用到综合减摇控制系统解耦控制器设计中,能够有效地减小船舶横摇,达到较好的控制效果。     

鲁棒H∞控制理论在舵减摇中的应用

针对船舶舵减横摇控制系统的非最小相位特性,提出了基于正实性设计思想的鲁棒H∞设计方案.分析了系统的性能要求和舵机对舵角和舵速的限制,给出了权函数选择的详细过程,设计了舵减摇的H∞控制器.考虑了系统模型可能存在的不确定性,将鲁棒H∞设计结果与传统的PID设计结果进行了对比.仿真结果表明,所设计的舵减摇H∞控制系统不但取得了很高的减摇效果,而且具有很好的鲁棒稳定性;而传统的PID控制系统在对象模型存在摄动时,会导致系统不稳定,鲁棒性很差.     

模糊PID控制器设计及MATLAB仿真

将模糊控制器和PID控制器结合在一起,构造了一个模糊PID控制器,利用模糊推理的方法调整PID控制器的参数,并利用MATLAB的SUMLINK工具箱,对系统进行仿真,仿真结果表明模糊PID控制器能使系统达到满意的控制效果.     

基于模糊算法的舵减摇滑模控制研究

以舵减摇的线性模型为研究对象,采用滑模变结构控制设计出舵减摇控制器,并在保证减摇效果的前提下,利用模糊逻辑算法对所设计切换函数的参数进行在线调整和优化,使得调整后的切换函数更合理,由于控制量与切换函数相关,从而使得控制量的输出减小,达到降低舵机摩擦损耗的目的,仿真研究表明该方法的有效性。