检索结果-内蒙古大学图书馆

控制与决策 2020年第6期35卷 1291-1296页

作者：郝立颖韩金城郭戈李莉莉大连海事大学船舶电气工程学院辽宁大连116026

由于海洋工作环境具有复杂性和不可预测性,船舶动力定位系统的可靠性一直备受关注.针对带有推进器故障的船舶动力定位系统的鲁棒容错控制问题展开研究.首先,建立更一般且统一的推进器故障模型,该模型能全面描述推进器失效、卡死、中断3... 详细信息

由于海洋工作环境具有复杂性和不可预测性,船舶动力定位系统的可靠性一直备受关注.针对带有推进器故障的船舶动力定位系统的鲁棒容错控制问题展开研究.首先,建立更一般且统一的推进器故障模型,该模型能全面描述推进器失效、卡死、中断3种故障情形;然后,设计一种不依赖故障检测模块(FDI)和故障信息上下界的自适应滑模控制器,其中自适应机制用于在线估计故障信息和未知外部扰动的上界,基于李雅普诺夫稳定性理论和滑模控制理论,所设计的自适应滑模控制器能保证船舶动力定位系统在有推进器故障发生和海洋环境外部有界扰动存在情况下的所有信号一致有界;最后,在一艘过驱动船舶模型上进行仿真,其结果验证了所设计方法的有效性.

关键词：鲁棒容错控制推进器故障自适应滑模控制船舶动力定位系统

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

基于模糊控制的船舶动力定位系统设计与仿真

引用

系统工程与电子技术 2002年第11期24卷 42-44页

作者：李和贵翁正新施颂椒上海交通大学自动化系上海200030

就船舶动力定位中模糊控制的应用进行了研究 ,探讨了模糊控制中隶属函数和模糊规则的具体制定 ,为进一步的船舶动力定位打下基础。对船舶纵荡运动进行了控制与仿真 ,并对所设计的船舶动力定位系统的硬件及软件系统作了简要的介绍。仿真... 详细信息

就船舶动力定位中模糊控制的应用进行了研究 ,探讨了模糊控制中隶属函数和模糊规则的具体制定 ,为进一步的船舶动力定位打下基础。对船舶纵荡运动进行了控制与仿真 ,并对所设计的船舶动力定位系统的硬件及软件系统作了简要的介绍。仿真结果表明 ,所设计的模糊控制器能对船舶的动力定位实施有效的控制。船舶动力定位系统的试验正在进行中。

关键词：船舶动力定位系统知识库模糊控制仿真去模糊化

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

船舶动力定位系统海浪滤波方法研究

船舶动力定位系统海浪滤波方法研究

引用

作者：夏彬原哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

由于陆地上可供开采的石油等资源越来越少,因此人类将目光转移至海上。在海上开采能源需要将船舶固定在海面上,对于浅海区域来说,一般可以使用锚泊系统、自升式系统,但随着海水深度的增加,使用这两种方法的成本和难度也随之增加,因此产... 详细信息

由于陆地上可供开采的石油等资源越来越少,因此人类将目光转移至海上。在海上开采能源需要将船舶固定在海面上,对于浅海区域来说,一般可以使用锚泊系统、自升式系统,但随着海水深度的增加,使用这两种方法的成本和难度也随之增加,因此产生了仅依靠推进系统保持自身位置和姿态的动力定位系统。搭载动力定位系统的船舶在海上会受到环境力的干扰,其总运动表现为高低频运动叠加的形式,低频运动可以通过设计控制器控制推进器进行补偿,而高频运动如果也被引入到控制器中,则会加快推进器的磨损并且导致燃料的浪费。针对这一问题,本文提出基于外生卡尔曼滤波的海浪滤波器,然后针对海况变化时海浪滤波器效果变差这一问题,以本文所设计的海浪滤波器为基础提出了海浪滤波器切换系统,最后通过仿真以验证其效果。本文的具体研究内容为:首先,建立了合适的坐标系并在所建立坐标系的基础上建立了船舶模型、环境力模型和本文所需的测量模型。通过仿真验证了所建立的模型的合理性。其次,本文提出了基于外生卡尔曼滤波的海浪滤波器。常用的海浪滤波方法有扩展卡尔曼滤波和无源非线性观测器两种,其都各自的优缺点,针对这一问题,本文受外生卡尔曼滤波思想的启发将这两种海浪滤波方法进行融合设计出了基于外生卡尔曼滤波的海浪滤波器。基于外生卡尔曼滤波的海浪滤波器分为两个部分,第一部分无源非线性观测器的估计作为第二部分线性化的卡尔曼滤波的外生输入,由于第二部分的线性化是关于一个全局指数收敛的估计,因此其收敛速度理论上快于扩展卡尔曼滤波。通过仿真验证了所设计的海浪滤波器的收敛速度和效果。最后,针对海况变化后以固定模型参数设计的海浪滤波器效果下降这一问题,本文提出了海浪滤波器切换系统。海浪滤波器切换系统是一种软切换系统,由三个基于外生卡尔曼滤波的子海浪滤波器、模糊监督器和波频追踪器组成。在设计子海浪滤波器前需要将常见的海况重新划分为3个不同的等级,针对重新划分的海况选取特定的有义波高作为典型值,利用近似拟合的方法获取本文选取的有义波高对应的模型参数并以此为基础设计子海浪滤波器。以软切换系统为基础设计出了本文所需的海浪滤波器切换系统的框架。由于海况和有义波高不能直接测量,因此本文使用波频追踪器来估计波浪频率以代替海况和有义波高。采用T-S模糊系统设计了所需的监督器,监督器主要功能是根据估计的波浪频率将子海浪滤波器的估计进行加权平均,经过加权平均的估计值才是最终的估计值。通过仿真验证了所设计的海浪滤波器切换系统的性能。

关键词：船舶动力定位系统海浪滤波外生卡尔曼滤波海况

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

船舶动力定位系统控制方案设计

船舶动力定位系统控制方案设计

引用

作者：崔帅青岛科技大学

学位级别：硕士

船舶动力定位系统(Ship Dynamic Positioning System,DPS)具有定位精度高、灵活性高、能够在任何水深下工作、避免破坏海床等优点,广泛应用于现代深海资源的海洋勘探和开发。正因如此,设计安全可靠的控制方案应用于船舶动力定位系统,使... 详细信息

船舶动力定位系统(Ship Dynamic Positioning System,DPS)具有定位精度高、灵活性高、能够在任何水深下工作、避免破坏海床等优点,广泛应用于现代深海资源的海洋勘探和开发。正因如此,设计安全可靠的控制方案应用于船舶动力定位系统,使动力定位船舶能够在多种外界干扰下仍然按照理想的航迹高精度平稳地航行具有重要意义。本文的主要研究内容包括如下: 第一,分别从运动学角度和动力学角度进行分析研究,建立船舶动力定位系统的三自由度数学模型。此外,对动力定位船舶航行过程中时常遇到的风、浪、流的干扰进行分析研究,分别建立风、浪、流扰动的数学模型。第二,针对船舶工作过程中受到的各种外部扰动问题,采用线性自抗扰控制(Linear Active Disturbance Rejection Control,LADRC)作为船舶动力定位系统的主控制器,引入线性跟踪微分器(Linear Tracker Differential,LTD)来平滑输入信号和输入信号的微分,过滤掉输入信号中所存在的高频噪声信号从而解决由此导致的超调问题。针对PD控制器参数难以整定从而导致跟踪误差变大的问题,引入自适应控制(Adaptive Control,APC)并提出自适应线性自抗扰控制(AP-LADRC),设计自适应律来实时优化PD控制器的参数。最后,使用李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性理论对系统进行稳定性分析,将本章节所设计控制方案进行仿真对比实验,验证所提出控制方案的合理性和有效性。第三,针对船舶工作过程中存在的各种扰动、输入饱和和控制精度问题,设计了一种在AP-LADRC基础上加入有限时间控制(Finite-Time Control,FTC)的联合控制方案。首先,考虑到估计误差的有限时间收敛问题,设计了有限时间线性扩展状态观测器(Finite-time Linear Extended State Observer,FT-LESO),保证观测器的估计误差可以在有限时间内收敛,提高观测器的响应速度和观测精度。然后,针对PD控制器跟踪误差的有限时间收敛问题,将有限时间控制引入PD控制器,并与有限时间观测器相结合,保证了整个系统能够在有限时间内收敛,提高LADRC的抗干扰能力和响应速度。此外,考虑输入饱和问题,设计了一种辅助系统加入到控制律中,使控制输入能够在理想范围内完成定位跟踪。同样使用李雅普诺夫稳定性理论对系统稳定性进行分析和证明。最后,对船舶动力定位系统的跟踪控制问题进行了仿真验证,仿真结果证明了该方案的有效性。第四,针对船舶工作过程中存在的时滞和外部扰动问题,提出了一种积分滑模控制(Integral Sliding Mode Control,ISMC)方案,SMC能够增强控制系统的鲁棒性能,积分滑模面的设计可以有效解决SMC存在的抖振问题。在ISMC基础上加入LESO来实时观测估计系统所受到的内外部不确定扰动,降低强耦合系统三个状态变量之间的耦合关系。引入径向基函数神经网络(Radial Basis Function Neural Network,RBFNN)解决LESO所存在的带宽受限问题。借助Lyapunov Krasovskii泛函来进行控制器的设计以及最后的稳定性分析。最后,将本章节所提出的控制方案进行仿真对比实验,验证了该方案的合理性和有效性。

关键词：船舶动力定位系统轨迹跟踪控制线性自抗扰控制有限时间控制滑模控制

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

船舶动力定位系统的精细抗干扰控制

船舶动力定位系统的精细抗干扰控制

引用

作者：魏永丽鲁东大学

学位级别：硕士

船舶在复杂海洋环境下航行,不可避免地受到来自风、浪、流等海洋环境干扰的影响,从而降低控制性能,甚至使船舶动力定位（DP）系统不稳定.因此,设计具有高抗干扰控制精度和强鲁棒性的控制器是DP系统控制研究的重要研究热点.基于此背景,... 详细信息

船舶在复杂海洋环境下航行,不可避免地受到来自风、浪、流等海洋环境干扰的影响,从而降低控制性能,甚至使船舶动力定位（DP）系统不稳定.因此,设计具有高抗干扰控制精度和强鲁棒性的控制器是DP系统控制研究的重要研究热点.基于此背景,本篇论文借助基于干扰观测器的控制（DOBC）方法,针对几类不同海洋环境干扰下的DP系统展开了其精细抗干扰控制（EADC）问题的研究.主要内容分为以下四个方面:首先,考虑DP系统在二阶波浪漂移、风、海流和未建模动态等环境干扰下的抗干扰控制问题.采用随机建模方法（一阶马尔可夫过程）对慢变环境干扰进行建模,并利用部分已知信息建立干扰观测器对其在线估计.然后提出了EADC策略,且利用随机理论对复合系统进行了稳定性分析.通过对环境干扰的抑制和衰减,使船舶的位置由初始位置定位到任意精度的期望位置.其次,考虑带有多源异质干扰（包括慢变环境干扰、一阶波诱导干扰和范数有界干扰）的DP系统的EADC问题.为在线估计船舶速度、低频位置和偏置状态（慢变环境干扰）,分别构造了状态和干扰观测器.随后,构造了一个鲁棒滤波器（RF）来处理一阶波诱导干扰,保证滤波器误差系统的性能水平.将随机DOBC控制理论、RF方法和H∞技术相结合,提出了EADC策略,保证了DP系统的高抗干扰控制精度.再次,考虑具有模型参数不确定性和慢变环境干扰的DP系统,对其抗干扰控制问题进行研究.选择模糊逻辑系统用于逼近船舶动力定位系统中的模型未知不确定项,并设计自适应干扰观测器估计慢变环境干扰.基于此,提出基于DOBC方法和模糊控制的EADC策略,从而实现高精度抗干扰控制.基于供给船模型的仿真研究验证了所提策略的有效性.最后,此部分考虑的是DP系统在多源异质干扰下的抗干扰控制问题,其中的多源异质干扰包括白噪声和具有未知非线性函数的非谐波干扰.设计自适应干扰观测器来估计带有未知非线性函数的非谐波干扰,并用神经元网络对未知非线性函数进行逼近.结合Lyapunov函数和线性矩阵不等式方法,设计了一种基于干扰观测器的EADC策略,使复合系统达到了预期的动态性能.

关键词：船舶动力定位系统多源异质干扰 DOBC 鲁棒滤波器精细抗干扰控制

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

船舶动力定位系统及其风力前馈控制方法和装置

船舶动力定位系统及其风力前馈控制方法和装置

引用

作者：王晓原夏媛媛姜雨函朱慎超王芳涵赵新越陈钒烨 266200 山东省青岛市即墨区青岛蓝色硅谷创业中心

本发明涉及一种船舶动力定位系统及其风力前馈控制方法和装置，其中，该风力前馈控制方法包括以下步骤：通过激光雷达检测船舶航行方向的前方风速信息；根据所述激光雷达检测到的前方风速信息和当前船舶的航行参数计算相遇点位置；基于... 详细信息

标准号: CN111487981B

本发明涉及一种船舶动力定位系统及其风力前馈控制方法和装置，其中，该风力前馈控制方法包括以下步骤：通过激光雷达检测船舶航行方向的前方风速信息；根据所述激光雷达检测到的前方风速信息和当前船舶的航行参数计算相遇点位置；基于风速演化模型，对所述相遇点位置的风速进行预测，以获得预测风速；根据所述预测风速对所述船舶动力定位系统进行风力前馈控制。本发明能够准确有效地测量船舶前方风速，并利用风速演化模型进行风速预测，有效地避免滞后效应，提高了风力前馈控制的精度，提高了船舶动力定位系统的控制性能。

关键词：风速前馈控制船舶动力定位系统风力风速信息激光雷达演化模型点位置有效地预测船舶航行方法和装置测量船舶风速预测航行参数控制性能滞后效应检测船舶

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

不确定船舶动力定位系统非线性控制技术研究

不确定船舶动力定位系统非线性控制技术研究

引用

作者：邓芳青岛科技大学

学位级别：博士

船舶动力定位系统是深海开发关键技术，由计算机组成的控制系统是动力定位系统的核心。船舶运动是一个复杂的非线性过程，在进行动力定位控制系统设计时，具有很大的不确定性，包括模型参数不确定、模型失配、风、浪、流等引起的环境干... 详细信息

船舶动力定位系统是深海开发关键技术，由计算机组成的控制系统是动力定位系统的核心。船舶运动是一个复杂的非线性过程，在进行动力定位控制系统设计时，具有很大的不确定性，包括模型参数不确定、模型失配、风、浪、流等引起的环境干扰以及系统噪声等。不确定性的存在将影响动力定位系统的控制性能，因而需要考虑不确定性的影响，研究船舶动力定位系统的非线性控制技术，以保证动力定位控制系统的精确性、自适应性和鲁棒性。本文完成的主要工作包括：　　（1）建立了综合考虑风、浪、流低频环境干扰力和一阶高频波浪力影响的动力定位船舶运动数学模型，同时考虑船舶动态参数未知以及模型失配的影响，形成了综合考虑模型参数不确定、模型失配、外部环境干扰及系统噪声等不确定性影响的动力定位船舶仿真、控制及观测模型，为控制技术研究提供了仿真环境。　　（2）提出了基于自适应观测器的反步非线性控制算法，解决了船舶动态参数不确定性问题。方法综合考虑一阶波浪力和包含低频缓变环境干扰力和未建模动态的偏差项的影响，通过自适应算法在线辨识未知动态参数并对未知状态进行估计，基于所辨识参数和低频状态估计值设计带积分器的反步控制器，并通过Lyapunov直接法证明系统的全局指数稳定性。仿真结果表明所提出的方法具有较好的估计和控制效果。　　（3）综合考虑DP系统外部低频环境干扰力、一阶高频波浪力、模型失配和系统噪声等模型不确定性影响，提出了能同时对系统过程噪声和测量噪声协方差进行在线整定的自适应无迹卡尔曼滤波（Unscented Kalman Filtering，UKF）算法。方法的应用节省了UKF参数整定时间，增强了UKF对海洋环境的自适应性，提高了状态估计滤波精度，并最终提高动力定位控制系统的精确性和鲁棒性。　　（4）考虑一阶高频波浪力和系统噪声的影响，在控制输入饱和约束条件下，提出了基于UKF滤波的输出反馈非线性模型预测（Nonlinear Model Predictive Control，NMPC）控制算法。为避免采用终端罚函数和终端约束对优化问题可行性及计算量的影响，将对系统局部稳定性分析的方法应用于NMPC，研究了无任何终端惩罚和终端约束的NMPC局部稳定性问题。此外，基于测量输出信号，采用UKF对未知状态进行估计，研究了基于UKF算法的在线线性化NMPC算法。方法的应用降低了NMPC在动力定位系统中的应用难度，保证了控制系统对船位和航向的局部稳定性，提高了船舶动力定位系统的控制精度。　　（5）针对动力定位系统非线性模型预测控制研究中常常忽略环境干扰力或将环境干扰力视为常数的问题，进一步考虑风、浪、流等造成的低频时变干扰和模型失配影响，首先基于扩展观测器思想提出了基于目标计算和输入增量的无偏NMPC算法;此外，将基于干扰观测器的控制和NMPC控制思想相结合，提出了基于非线性干扰观测器的非线性无偏预测控制算法，使动力定位船舶能无偏跟踪设定船位和航向。仿真结果表明所提出的方法能实现在外部干扰作用下的无偏控制，验证了算法的可行性和鲁棒性。

关键词：船舶动力定位系统非线性控制自适应反步法自适应无迹卡尔曼滤波

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

船舶动力定位系统操作的课程体系构建

引用

航海教育研究 2016年第1期33卷 55-58页

作者：高孝日于家根李伟峰大连海事大学航海学院辽宁大连116026

分析中国船舶动力定位系统操作员(DPO)培训形势和航海教育现状,研究将船舶动力定位系统(DP)课程体系添加至本科航海教育中,提出船舶动力定位系统操作课程的内容框架、前期准备工作以及后续主要工作,以增加学生未来职业的选择性和适应性。

关键词：船舶动力定位系统船舶动力定位系统操作员课程体系

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

船舶动力定位系统的使用

引用

航海技术 2006年第5期 31-33页

作者：陆会胜国家海洋局北海分局

随着计算机的应用领域不断扩大,船舶动力定位系统,被逐渐广泛地应用在一些工程船和海洋调查船上.这些船舶在作业中对于保持船位的要求特别高.最近几年,在一些新造的港作船和大吨位的客滚船上也装有动力定位系统.本文以'大洋一号'... 详细信息

随着计算机的应用领域不断扩大,船舶动力定位系统,被逐渐广泛地应用在一些工程船和海洋调查船上.这些船舶在作业中对于保持船位的要求特别高.最近几年,在一些新造的港作船和大吨位的客滚船上也装有动力定位系统.本文以'大洋一号'为例介绍动力定位系统的使用.'大洋一号'远洋科学考察船于2002年进行现代化增改装时,增加了一套动力定位系统,自2003年开始,一直应用在海洋调查作业中.

关键词：船舶动力定位系统海洋调查船大洋一号科学考察船应用计算机工程船客滚船

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

船舶动力定位系统的建模与控制策略研究

引用

全面腐蚀控制 2024年第9期38卷 28-30页

作者：杨杉林利茹大连枫叶职业技术学院辽宁大连116000

船舶动力系统主要由测量、控制、电力推进以及舵桨装置等部分组成,控制系统是动力定位系统中最为重要的环节,其对于船舶运行影响巨大,做好船舶动力定位系统的建模与控制策略研究分析,可以有效提升船舶运行的稳定性与可靠性,降低各类事... 详细信息

船舶动力系统主要由测量、控制、电力推进以及舵桨装置等部分组成,控制系统是动力定位系统中最为重要的环节,其对于船舶运行影响巨大,做好船舶动力定位系统的建模与控制策略研究分析,可以有效提升船舶运行的稳定性与可靠性,降低各类事故的发生频率,对于我国海上作业工作的实施有着较为积极的促进作用。本文,将针对船舶定位系统的建模与控制策略进行分析,探究如何有效优化船舶动力定位系统的建模与控制策略,助力相关行业朝着更加理想化的方向发展。

关键词：船舶动力定位系统建模控制策略

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：

通借通还

建议与咨询 留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案： 新增检索档案 确定 取消

请选择收藏分类： 新增自定义分类 确定 取消

通借通还

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：