基于性能評(píng)價(jià)的船舶自動(dòng)舵控制器設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著航運(yùn)事業(yè)的蓬勃發(fā)展，石油危機(jī)的日益嚴(yán)重，使得如何在航運(yùn)中實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)航行成為近來船舶自動(dòng)舵研究的熱點(diǎn)問題。船舶自動(dòng)操舵儀又稱自動(dòng)舵，是船舶運(yùn)動(dòng)控制問題中具有特殊重要性的一個(gè)系統(tǒng)，用來保持船舶在給定航向或航跡上航行，是船舶操縱的關(guān)鍵設(shè)備。傳統(tǒng)的PID自動(dòng)舵沒有一個(gè)統(tǒng)一的性能指標(biāo)，單純追求航向精度，導(dǎo)致操舵頻繁，并不經(jīng)濟(jì)。 本文采用了線性二次型性能指標(biāo)來評(píng)價(jià)傳統(tǒng)的PID自動(dòng)舵，指標(biāo)綜合考慮了跟蹤的精度和控制能量的約束，以此為目標(biāo)，設(shè)

2、計(jì)了評(píng)價(jià)傳統(tǒng)PID自動(dòng)舵的方法，仿真結(jié)果表明這種評(píng)價(jià)方法是有效的。并從傳遞函數(shù)模型出發(fā)，深入研究了線性定常系統(tǒng)的跟蹤問題，得出了線性二次型性能指標(biāo)的最優(yōu)結(jié)果，其解可用一個(gè)簡(jiǎn)單明了的解析表達(dá)式表示，這對(duì)用于計(jì)算性能指標(biāo)最優(yōu)值以及評(píng)價(jià)控制器的性能都有重大意義。 在所得性能指標(biāo)最優(yōu)解的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步在分析了船舶不確定性，并針對(duì)船舶本身參數(shù)的不確定性，即船舶傳遞函數(shù)的參數(shù)攝動(dòng)，結(jié)合前面推導(dǎo)的線性二次型性能指標(biāo)的最優(yōu)解析結(jié)果，設(shè)計(jì)了一種新