船舶縱向運(yùn)動(dòng)姿態(tài)預(yù)測(cè)及控制.pdf

1、水翼船在高速航行過(guò)程中，會(huì)受到來(lái)自外界環(huán)境的各種干擾的影響，如風(fēng)、海浪等隨機(jī)干擾因素。這些干擾因素會(huì)對(duì)水翼船產(chǎn)生不同方向的干擾力和干擾力矩，影響水翼船在航行過(guò)程中的平穩(wěn)航行。為了使水翼船能夠保持平穩(wěn)，必須采取一定的措施加以控制。水翼船自身安裝的控制系統(tǒng)會(huì)對(duì)船體產(chǎn)生控制力和控制力矩，用來(lái)減少外界力和力矩對(duì)船體運(yùn)動(dòng)的影響。而要產(chǎn)生有效的控制量，需要對(duì)水翼船的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制器。
　　本文考慮到反步法常用于解決非線性系統(tǒng)的問(wèn)題，基于水翼

2、船縱向運(yùn)動(dòng)非線性數(shù)學(xué)模型，首先，以水翼船的縱向姿態(tài)穩(wěn)定為目標(biāo)，基于反步法的思想設(shè)計(jì)了水翼船縱向運(yùn)動(dòng)姿態(tài)控制器，對(duì)升沉位移和縱搖角進(jìn)行控制，在給定期望姿態(tài)條件下，升沉位移和縱搖角能夠在規(guī)定時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定在一定誤差范圍內(nèi)。在此基礎(chǔ)上，為了解決水翼船在實(shí)際航行中存在干擾和不確定性因素的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了基于反步法的自適應(yīng)滑?？刂破?，對(duì)水翼船的縱向運(yùn)動(dòng)姿態(tài)進(jìn)行控制。為了驗(yàn)證控制器的設(shè)計(jì)，利用Matlab進(jìn)行了仿真。通過(guò)將控制器得到的控制結(jié)果與給定期望值和

3、未加入控制器的值進(jìn)行對(duì)比，得出加入控制器的結(jié)果。為了便于對(duì)水翼船縱向運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的進(jìn)一步研究，考慮到廣義動(dòng)態(tài)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有學(xué)習(xí)速度快、參數(shù)可以動(dòng)態(tài)調(diào)整等特點(diǎn)，本文選用廣義動(dòng)態(tài)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法，對(duì)水翼船縱向姿態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)，得出預(yù)測(cè)的結(jié)果。經(jīng)仿真驗(yàn)證，通過(guò)分析反步法控制器在有確定的干擾情況下得出的結(jié)果，得出基于反步法設(shè)計(jì)的控制器能夠有效控制水翼船的升沉位移和縱搖角。而基于反步法的自適應(yīng)滑?？刂破髂軌蛴行У窒蓴_的影響，水翼船的升沉位移和縱搖角