闭环增益成形算法在船舶自动舵中的应用

根据船舶自动舵闭环频谱要求,给出一种新的基于闭环增益成形的控制算法,新算法从设计的根本上保证控制器具有良好的控制性能和鲁棒性能,从理论上可推出船舶航向ＰＤ控制是新算法的特例,新算法设计过程简单,物理意义明显     

闭环增益成形算法在舵阻摇系统中的应用

给出了单输人多输出(SIMO)系统即被控对象为非方阵情况下的闭环增益成形控制算法。考虑到舵阻摇系统的闭环传递函数阵一定是奇异的，以及具有1个输入控制2个输出的特点，在保证其中1个输出尽量小而另1个输出跟踪输入的前提下，将闭环传递函数阵即补灵敏度函数阵设为具有一阶惯性的奇异阵，设计出鲁棒控制器。研究并建立舵阻摇系统的非线性模型，并在Matlab中通过编写S函数来实现。用设计好的控制器对非线性模型进行仿真，运用Simulink工具箱得到仿真曲线，从仿真曲线可看出此控制器具有良好的鲁棒性能。通过分析并比较组摇前和组摇后的各组仿真曲线，算出减摇率在50%左右，减摇效果较好。     

基于闭环增益成形的鲁棒PID算法及在液位控制中的应用

基于闭环增益成形算法给出鲁棒 PID算法 ,并将之应用于水箱液位的控制中。比较本文鲁棒 PID算法和文献 [1 ]模糊控制算法的仿真结果 ,得出前者的控制性能优于后者 ,同时具有良好的鲁棒稳定性。本文提出的鲁棒 PID算法简单、实用。     

人工免疫算法在水下机器人运动控制策略中的应用

我国社会经济快速发展,各种智能化的机器人被应用在工业生产领域。水下机器人的主控系统一般采用电机作为主要的推进动力,对螺旋桨的控制直接决定水下机器人的工作性能。文中首先对螺旋桨的数学模型进行研究,然后结合螺旋桨的设计理论和相关特性,采用人工免疫算法对机器人的运动控制策略进行优化,最后采用Matlab仿真平台,对此算法的运动控制性能进行多方面的验证。     

离散型闭环增益成形算法及其应用

将闭环增益成形算法推广到离散系统中去。分别用Z变换、差分反演法和双线性变换给出一阶、二阶和三阶闭环增益成形算法的离散形式，然后针对船舶航向保持问题，在Matlab环境中进行了仿真研究。仿真结果表明，航向保持的跟踪速度快、没有超调，当模型参数改变时，控制器具有一定的鲁棒性，说明离散型闭环增益成形算法是有效的。     

小波算法在船舶运动控制系统中的应用

随着计算机自动控制技术的发展,船舶运动控制系统中融合了更多的智能化控制技术。为能够真实系统地反映出船舶运动系统的动态变化过程,本文设计基于小波算法的自动化运动控制系统,系统充分发挥了小波神经算法具有的自主学习、自适应和时频聚焦等特点。在保证系统运动姿态识别精度的同时,提出改进型的时滞小波神经网络预测算法。通过仿真实验证明,此算法能够良好适应船舶海上运动的大惯性和时变非线性等特性,在船舶自动化运动控制领域的应用前景广阔。     

基于闭环增益控制的船舶航向最优控制方法

船舶航迹与航向控制对于船舶航行安全性、稳定性有重要意义。为了提高船舶的航向、航迹控制水平,本文设计了一种基于闭环增益控制的船舶航向控制器。闭环增益控制是一种稳定性控制算法,在工业领域有非常广泛的应用。本文重点建立了船舶的运动控制模型,介绍了闭环增益控制器技术的原理与现状,并重点介绍了船舶航迹闭环增益控制器的原理。     

闭环消磁算法在扫雷艇发动机上的试验

用于反水雷舰艇的闭环消磁技术已经研究成功并在发动机上进行了试验。本系统能精确地预测并消除从无磁船体舰船上测量的船下磁场。从船上到船下的预测算法的调整过程研究已完成,并证明船上的传感器仅需配置四个单轴梯度计,就能精确地预测出实船发动机的磁场量。     

遗传算法在大型工程船舶运动控制的应用

大型工程船舶主要包括挖泥船、大型起重船、打桩船等,在海上作业等方面有非常重要的应用。由于大型工程船舶的吨位与体积很大,在海水中受到的作用力也相对较大,因此,研究大型工程船舶的运动控制问题具有重要的意义。本文通过建立大型工程船舶的运动模型与船舶干扰力模型,结合遗传算法和模糊算法,设计一种新型的运动控制系统,具有较高的运动控制精度和较快的控制响应。     

不对称信息理论在船舶运动控制中的应用

本文介绍了不对称信息理论，并针对舵阻摇控制系统，通过简化鲁棒控制算法和改进舵机执行机构性能，增加信息的传递量，在提高系统鲁棒性能的基础上，使该算法成为实际工程上可用的算法。闭环增益成形算法采用闭环系统中具有工程意义的参数直接构造出鲁棒控制器，其设计过程简单，且物理意义明晰。从仿真结果可以看出：当信息传递充分时，航向保持效果大大改善，打舵的频率和幅值明显降低，同时也较为节能。     

UUV航迹跟踪的双闭环Terminal滑模控制

针对模型参数不确定及存在外界海流扰动情况下全驱型无人水下航行器(UUV)的航迹跟踪问题,提出了一种双闭环Terminal滑模控制方法。首先,为了防止UUV位置和姿态跟踪控制出现超调量过大的问题,在外环中引入位置和姿态负反馈,设计了UUV的参考速度作为镇定UUV位置和姿态跟踪误差的虚拟控制律。然后,在内环中将虚拟控制律作为跟踪目标。考虑到传统滑模控制会出现“抖振”现象,采用Terminal滑模控制方法,在消除“抖振”的同时,使滑模面上的速度跟踪误差在有限时间内收敛到稳态。最后,运用Lyapunov稳定性理论证明了该双闭环Terminal滑模控制系统的稳定性。仿真结果表明,该控制方法能够实现UUV对空间航迹的精确跟踪。     

带负荷控制增益和最大负荷微调区的负荷控制器

负荷控制具有充分发挥主机效率,提高主机运行安全性的优点.文章介绍一种除负荷控制功能外,还带负荷控制增益和最大负荷微调区的负荷控制器,使负荷控制更为精确有效,也更为安全可靠.     

沿底定深拖曳系统运动仿真

主要研究分析沿底定深拖曳系统的拖体机动性,通过建立沿底定深拖曳系统的数学模型,采用运动仿真计算分析的方法,验证了沿底定深拖曳系统有足够的定深能力和避障能力,但在实际应用中还需要采取辅助手段来提高避障高度.     

基于神经网络的自适应PID船舶运动控制器研究

船舶在海上的运动不仅受到动力系统的推进作用,还受到来自海浪、洋流等干扰作用力的影响,为了提高船舶航行的安全性与稳定性,必须要采取恰当的船舶运动控制机制。传统船舶采用PID自适应控制器进行船舶的运动控制,该控制方式结构简单,但控制精度相对较低,本文系统研究了神经网络控制算法,并基于神经网络对船舶PID控制器进行改进,主要目的是改善船舶运动控制的效率与准确度。     

Backstepping设计方法在船舶航向控制器中的应用

采用Backstepping设计方法逐步推导出控制器控制的规律,使得系统在平衡点处逐渐平稳,最后利用非线性船舶模型有环境干扰的情况下进行实验仿真。实验结果表明,Backstepping设计方法具有良好的跟踪效果,基本实现了无误差跟踪。     

虚拟现实技术在船舶智能控制器中的应用

智能控制系统是一门集成了自动控制与人工智能技术的综合学科,也是未来控制技术的发展方向。传统船舶采用PID控制器进行运动自动控制,该方法存在灵敏度低、抗扰动能力差等原因,因此,传统船舶的自动控制系统亟待技术改革。虚拟现实技术是近年来迅速发展的一门新兴技术,是计算机与工程实际的有效结合,本文主要利用虚拟现实技术,研究和开发了一种新型的船舶智能控制器系统,并介绍了该新型智能控制器的结构与功能。     

可编程控制器在船舶辅助锅炉中的应用

应用PLC控制器的特点,设计了适用于船舶锅炉控制的PLC控制工作时序、I/O分配、控制程序,通过模拟试验,设计的软件程序能达到系统的工作要求,证明利用PLC控制极大地提高了锅炉工作的可靠性及自动化水平。     

自适应免疫遗传算法在船舶航向控制器中的应用

传统的船舶航海控制器由于性能一般,当遇到复杂的海洋环境时,往往不能胜任船舶的操控要求,而且其安全性也较差,因此在船舶航向控制器设计时,需要综合考虑操作的稳定性和安全性。本文采用自适应免疫遗传算法对航向控制器的工作参数进行优化,增强该控制器的鲁棒性和抗干扰能力,能够适应复杂的海洋环境。通过遗传算法进行PID控制器设计,校正控制器的各项参数。在干扰信号的输入下,航向控制器能够始终维持稳定的航向角,说明此控制器的抗干扰能力良好。     

非线性Backstepping算法在舰船航行控制器的应用研究

随着我国远洋海上贸易的发展,舰船的航行控制需求也随之快速提高,这对航行器的控制提出了更高的要求,尤其是在复杂的海洋环境中,存在众多的干扰因素,必须有效克服这些干扰,船舶的航行安全才能得到保障。本文介绍一种非线性Backstepping算法,并结合平行计算原理,有效地提高了航行控制器的性能,使航行器的智能化水平得到显著提高,而平行计算能够有效提高航行控制器非线性数据的处理能力。     

可编程序控制器在挖泥船上的应用

可编程序控制器(PLC)功耗低、速度快、功能强、使用灵活、体积小、输入采用光电隔离、输出采用继电器隔离,它的抗干扰能力和可靠性都达到了很高的水平,因此PLC非常适合挖泥船的控制。作者结合多年设计挖泥船的经验,谈谈可编程序控制器(PLC)在不同类型的挖泥船上的应用。