模糊控制技術(shù)在海纜作業(yè)船動力定位的應(yīng)用研究.pdf

1、2000噸海纜作業(yè)船主要擔(dān)負我國近海海域內(nèi)海底光纜及小型海底電纜/光電復(fù)合纜的布放、埋設(shè)和維修等任務(wù)。動力定位系統(tǒng)具有優(yōu)良的航跡控制、穩(wěn)定的定點控制和先進的跟蹤控制等性能優(yōu)點,能滿足海纜施工和維修過程中要求的精確性和穩(wěn)定性,確保水下作業(yè)的安全性與可靠性,因此,確定該型船安裝動力定位系統(tǒng)。本文以該型船為對象,旨在設(shè)計一套動力定位控制系統(tǒng),用于控制該型船,使其推進系統(tǒng)產(chǎn)生必要的縱向、側(cè)向推力和回轉(zhuǎn)力矩,達到抵御外部干擾力的目的,實現(xiàn)在指定的

2、海域位置進行海纜施工和維修作業(yè)。本文首先提出了以水下作業(yè)系統(tǒng)為中心的綜合動力定位概念,并針對此概念,論證提出了2000噸海纜作業(yè)船動力定位系統(tǒng)的配置方案。接著,在分析經(jīng)典控制理論、現(xiàn)代控制理論和智能控制理論在動力定位控制技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上,充分考慮了模糊控制有不依賴于對象的精確數(shù)學(xué)模型、抗干擾能力強、響應(yīng)速度快、魯棒性好等特點,并結(jié)合2000噸海纜作業(yè)船實際,選用了模糊控制作為該型船動力定位系統(tǒng)控制器。最后,運用模糊控制理論設(shè)計了該型船的

3、動力定位控制系統(tǒng),并將此控制器置于風(fēng)速10m/s、海流1.5m/s海況條件干擾下進行仿真,仿真結(jié)果表明,該設(shè)計能夠滿足該型船在作業(yè)時所需的控制精度要求。為彌補模糊控制器在平衡點附近出現(xiàn)的盲區(qū)缺陷,本文引入PID控制環(huán)節(jié),與模糊控制器聯(lián)合構(gòu)成F-PID復(fù)合控制器,基于該控制器設(shè)計了2000噸海纜作業(yè)船的動力定位控制系統(tǒng),同樣將此控制器置于上述海況條件干擾下進行仿真,仿真結(jié)果表明,該設(shè)計能夠滿足該型船在作業(yè)時所需的控制精度要求。上述兩個控制