船舶動力定位系統(tǒng)控制器的設計與仿真.pdf

1、隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展,能源短缺和環(huán)境污染已成為一個世界性的問題。探索和開發(fā)海洋資源,成為大多數(shù)國家可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。船舶和半潛式平臺等浮式作業(yè)系統(tǒng)是深海作業(yè)的重要載體,伴隨著人類對海洋開發(fā)和探索的范圍越來越廣,對船舶和平臺的定位系統(tǒng)的研究同益受到重視。
　　 動力定位系統(tǒng)是一種閉環(huán)的控制系統(tǒng),控制器通過測量系統(tǒng)得到的信號來驅(qū)動推力器系統(tǒng)產(chǎn)生推力,用于抵抗風、浪、流等作用在船舶和平臺上的各種環(huán)境力,使其盡可能地保持在海平面上

2、預定位置附近。動力定位系統(tǒng)共有三部分組成:測量系統(tǒng),控制系統(tǒng)和推力系統(tǒng)。本文的研究重點就是針對某動力定位供應船,設計一個理想的動力定位控制器。主要工作包括以下幾個方面:
　　 1、首先圍繞船舶動力定位系統(tǒng)中的控制器設計問題,研究分析船舶動力定位系統(tǒng)的運動學和動力學數(shù)學模型,建立船舶動力定位系統(tǒng)三自由度數(shù)學模型。
　　 2、分析了自抗擾控制技術(shù)的基本原理,自抗擾控制器的結(jié)構(gòu)及各個組成部分的離散算法,并簡要闡述了各部分參數(shù)整

3、定的方法。
　　 3、設計適用于三自由度船舶動力定位系統(tǒng)的自抗擾控制器,并與傳統(tǒng)的PID控制器在理想海況和存在不同等級風、浪、流干擾的情況下進行仿真比較。
　　 4、分析了粒子群優(yōu)化算法、自適應權(quán)重粒子群優(yōu)化算法及其特點,在此基礎上,為進一步提高控制器性能,采用自適應權(quán)重粒子群優(yōu)化算法對ADRC進行參數(shù)優(yōu)化,并對優(yōu)化后的ADRC在理想海況下進行仿真實驗。
　　 大量仿真結(jié)果表明:自抗擾控制器具有較好的控制效果,能