原文传递
基于混沌理论的综合减摇系统控制策略研究
| 论文题名： | 基于混沌理论的综合减摇系统控制策略研究 |
| 关键词： | 船舶减摇系统;混沌理论;横摇运动;混沌控制;H∞混合灵敏度 |
| 摘要： | 船舶的横摇是一个不规则的非线性运动，在非线性横摇运动中，混沌现象对船舶的航行有非常大的影响。船舶在没有任何减摇装置时，受到海浪、风浪等外界影响会产生非线性横摇。在加入减摇装置后，船舶的横摇会受到抑制，但是并不会完全消失。只要船舶存在非线性横摇，其横摇过程中就容易出现混沌现象，船舶的安全航行就会受到威胁。因此，对横摇过程中的混沌问题进行分析与控制，就成为非常重要的研究课题。本文基于混沌理论和船舶控制理论，对船以及加入减摇装置后的船舶综合减摇系统的混沌行为进行分析，并进行混沌行为控制方法设计。 本文主要工作内容如下： 首先，从非线性角度建立船舶横摇模型。从船舶运动特性方面出发，根据船舶动力学原理，分别对船舶系统、船舶-减摇鳍系统、船舶-水舱系统、船舶-鳍-水舱综合系统横摇建立非线性数学模型，给出数学表达式。 其次，根据船舶横摇非线性数学模型，分析船舶非线性横摇运动的特性、船舶横摇中的混沌性行为，同时分析船舶横摇中使得船舶横摇产生混沌现象的条件。 再次，针对鲁棒控制的特点，采用H∞混合灵敏度优化问题的方法，结合船舶综合减摇系统设计鲁棒控制器。仿真结果表明，H∞混合灵敏度控制器控制下的综合减摇系统对船舶横摇的混沌控制均具有明显效果，船舶横摇混沌情况得到很好的抑制。 最后，针对人工蚁群算法的特点，采用混沌蚁群算法优化问题的方法，结合船舶综合减摇系统设计混沌蚁群算法控制器。将PID控制参数优化问题转化为蚁群算法适用的组合优化问题，对综合减摇混沌系统混沌蚁群算法控制器进行设计。仿真结果表明，在混沌蚁群算法控制下的综合减摇系统对船舶横摇的混沌控制具有明显效果，船舶横摇混沌情况得到很好的抑制。同时，混沌蚁群控制算法对于综合减摇系统在船舶横摇混沌现象控制方面的性能要优于H∞混合灵敏度控制。 |
| 作者： | 车超 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 于立君 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
