船舶動力定位非線性預(yù)測控制器的研究.pdf

1、船舶動力定位是依靠自身動力裝置保持船舶位置的一套控制系統(tǒng)。它不需要外力幫助,僅用自身的動力系統(tǒng)使船舶定位在海平面上某個固定的位置。全世界對海洋資源的開發(fā)和利用越來越深入,人們對船舶動力定位的能力要求也越來越高,動力定位也在向更高的技術(shù)發(fā)展,其重要性已到了不可或缺的地步。研究船舶動力定位技術(shù)具有重要的現(xiàn)實意義和實用價值。
　　論文的主要工作是研究船舶動力定位控制技術(shù),完成動力定位非線性預(yù)測控制器的設(shè)計。為更好地提高動力定位控制能力和

2、精度,首先設(shè)計了非線性估計濾波器,然后對廣義預(yù)測控制基本算法進行改進,并在改進算法的基礎(chǔ)上設(shè)計了動力定位非線性預(yù)測控制器。
　　船舶運動是多種作用力復(fù)合在一起的綜合運動,船舶動力定位系統(tǒng)具有復(fù)雜的非線性。為貼近船舶實際運動情形,本文采用船舶運動非線性數(shù)學模型進行研究。動力定位系統(tǒng)中存在各種干擾信號和噪聲影響,嚴重影響動力定位控制的精度。對此,本文應(yīng)用非線性狀態(tài)估計方法設(shè)計了非線性估計濾波器。該觀測器的重要優(yōu)點是省去了將船舶運動方程

3、進行線性化的過程,經(jīng)過仿真驗證,該濾波器具有較好的濾波作用。
　　對船舶動力定位這種復(fù)雜的非線性系統(tǒng),早期的PID控制方法已經(jīng)不能滿足動力定位精度的需要。廣義預(yù)測控制是模型預(yù)測控制中一個很有代表性的控制策略,它從自適應(yīng)控制中發(fā)展而來,采用經(jīng)典參數(shù)模型作為預(yù)測模型,對模型的精度要求低,特別適用于難以精確建立數(shù)學模型的復(fù)雜工業(yè)過程的控制,在處理非線性問題上有著獨特的優(yōu)點,對復(fù)雜非線性系統(tǒng)具有很好的控制效果,被廣泛研究并應(yīng)用于船舶定力定