耙吸挖泥船軌跡跟蹤疏?？刂品椒ㄑ芯?pdf

1、耙吸挖泥船在疏浚作業(yè)中必須進(jìn)行軌跡跟蹤控制，才能保證挖泥船沿著指定的軌跡進(jìn)行挖泥，動(dòng)力定位系統(tǒng)是挖泥船實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)作業(yè)的核心裝備。本文以“江蘇省產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合創(chuàng)新資金—前瞻性聯(lián)合研究項(xiàng)目”為依托，以某大型耙吸式挖泥船為研究對(duì)象，重點(diǎn)對(duì)挖泥船在疏浚作業(yè)過(guò)程中的軌跡跟蹤控制方法進(jìn)行了研究。
　　首先分析了船舶運(yùn)動(dòng)特性和風(fēng)、浪、流等干擾的特點(diǎn)，對(duì)疏浚作業(yè)的船舶運(yùn)動(dòng)模型進(jìn)行了合理的假設(shè)，結(jié)合控制需求和模型復(fù)雜程度為后續(xù)的船舶模型的簡(jiǎn)化打下基礎(chǔ)。而

2、后，研究了挖泥過(guò)程中耙臂受到的拖曳力的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)對(duì)耙臂進(jìn)行受力分析，獲得了耙臂拖曳力的模型，為耙吸挖泥船模型的建立和軌跡跟蹤控制的研究打下基礎(chǔ)。
　　其次在現(xiàn)有視線（line-of-sight，LOS）控制策略的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)，結(jié)合自適應(yīng)觀測(cè)器，提出了自適應(yīng)積分LOS控制策略。海流作為影響挖泥船軌跡跟蹤的重要因素，通過(guò)自適應(yīng)觀測(cè)器對(duì)其進(jìn)行估計(jì)，結(jié)合LOS控制策略對(duì)挖泥船艏向進(jìn)行補(bǔ)償，從而保證軌跡跟蹤任務(wù)的完成。本文還給出

3、了艏向控制器控制量同方位量之間的換算關(guān)系和視線控制策略的具體算法。
　　最后考慮到耙吸挖泥船在疏浚過(guò)程中模型參數(shù)會(huì)隨著工況不同及受到的干擾而發(fā)生變化，為了提高軌跡跟蹤控制的魯棒性和抗干擾能力，采用滑模控制設(shè)計(jì)了軌跡跟蹤控制器。仿真實(shí)驗(yàn)表明，本文所設(shè)計(jì)的滑?？刂破髟跐M足動(dòng)力定位設(shè)備限制的前提下，降低了滑?？刂啤岸墩瘛钡淖饔貌⒓骖櫩刂破焚|(zhì)要求，綜合性能優(yōu)于常規(guī)的PID控制器。針對(duì)慢時(shí)變干擾，為了進(jìn)一步提高控制器的適應(yīng)性和抗干擾能力，設(shè)