半潛式海洋平臺動力定位復合自抗擾控制方法研究.pdf

1、動力定位技術伴隨著人們開發(fā)海洋資源的深入而不斷發(fā)展，并廣泛地運用于半潛式海洋平臺及船舶上?？刂品椒ǖ膬?yōu)劣對于動力定位系統(tǒng)至關重要，然而，半潛式海洋平臺是一個非線性且伴有較大不確定性的系統(tǒng)，導致不能很精確地建立它的系統(tǒng)模型，同時海洋環(huán)境干擾較為復雜，因此人們需要尋找更加有效的控制方法以提高動力定位精度。自抗擾控制是近年來發(fā)展起來的一種先進控制技術，在處理非線性系統(tǒng)和大滯后被控對象的控制問題上效果顯著，但自抗擾控制仍然存在一些弊端，需要加以

2、改進。因此，本文著眼于引入其他控制方法與自抗擾控制相結合，構成復合自抗擾控制策略，并將其運用于動力定位領域。主要內容如下：
　　1.對半潛式海洋平臺三自由度低頻模型及風、浪、流等外界海洋環(huán)境模型進行了探討，為便于設計控制器，對平臺低頻模型作了變形轉換，并做了仿真分析以檢驗所建立的模型是否符合平臺一般運動規(guī)律。
　　2.對自抗擾控制基本原理進行了介紹，指出其對多變量耦合系統(tǒng)的控制較為有效，在此基礎上，對平臺模型進行了解耦。此外

3、，在海洋平臺動力定位系統(tǒng)上進行了 PID控制與自抗擾控制的仿真結果對比，以直觀地闡述自抗擾控制相對PID的優(yōu)勢以及自抗擾控制自身的不足。
　　3.針對自抗擾控制器的擾動估計能力不足問題，引入了一種新型連續(xù)光滑非線性函數(shù)對擴張狀態(tài)觀測器進行改進。同時，用非奇異終端滑?？刂拼媪朔蔷€性狀態(tài)誤差反饋控制律，以提高系統(tǒng)的快速響應能力與穩(wěn)定性。仿真結果也表明了滑模自抗擾動力定位控制器的優(yōu)良性能，且該方案對推力系統(tǒng)的要求較低，經(jīng)濟性較好。