基于遞推的船舶航向魯棒控制器設(shè)計(jì).pdf

1、本文主要對(duì)船舶航向控制問題進(jìn)行研究。
　　 船舶航向控制一直是海洋控制領(lǐng)域的重點(diǎn)課題,尤其是在當(dāng)今全球經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展,物資流動(dòng)迅速的環(huán)境下,人們對(duì)航向控制提出了更高更嚴(yán)格的要求。當(dāng)今大部分航向控制器仍然采用Nomoto線性數(shù)學(xué)模型,忽略了船舶實(shí)際運(yùn)動(dòng)具有的非線性,已經(jīng)不能很好地解決實(shí)際控制問題。針對(duì)這一情況,在查看大量參考資料后,發(fā)現(xiàn)魯棒控制理論有解決航向控制問題的可能性。
　　 魯棒控制理論是分析和設(shè)計(jì)不確定系統(tǒng)的一種強(qiáng)

2、有力的工具,主要解決對(duì)象建模中的誤差和外界干擾引起的模型攝動(dòng)所導(dǎo)致的控制品質(zhì)惡化的控制難題。魯棒控制理論在實(shí)際工程中的應(yīng)用也越來越廣泛。各種魯棒控制算法不斷發(fā)展并日趨完善。本文對(duì)閉環(huán)增益成形算法進(jìn)行分析說明,這種算法在理論上對(duì)不確定性系統(tǒng)的控制穩(wěn)定性更強(qiáng)。
　　 Backstepping是一種運(yùn)用系統(tǒng)化的方式構(gòu)造反饋控制規(guī)律及相關(guān)的Lyapunov函數(shù)的非線性控制方法。本文對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)介紹,重點(diǎn)分析了遞推設(shè)計(jì)的算法原理和過程步驟

3、,通過其與一般線性化設(shè)計(jì)方法的比較研究,總結(jié)出這一設(shè)計(jì)方法的優(yōu)越性及局限性,為航向控制器的設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。
　　 之后本文對(duì)船舶航向運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行分析和說明。在Nomoto數(shù)學(xué)模型和Norrbin數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,根據(jù)實(shí)際的航行環(huán)境和條件,分別建立不考慮外界干擾和考慮外界干擾的非線性船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型,針對(duì)后者,將閉環(huán)增益成形算法引入Backstepping設(shè)計(jì)方法中,進(jìn)行航向控制器設(shè)計(jì)。
　　 具體的設(shè)計(jì)步驟可以簡(jiǎn)略概括為