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船舶动力定位系统指借助推进系统的推力船舶可以自动保持位置(固定位置或预设轨迹)所需要的所有设备,具体包括:控制系统、推进系统、动力系统以及测量系统。为了满足动力定位船舶在定位工作过程中对于精确性和稳定性的要求,动力定位系统每个部分都需要发挥出其最佳的性能。其中最重要的部分是动力定位的控制系统,因为其决定着动力定位船舶在动力定位过程中需要的所有推进器输出的总推力大小及方向,是推力分配系统的输入量,是动力定位系统正常运行的第一步,是确保定位工作精确稳定的必要条件。本文的研究内容为基于模糊控制的船舶动力定位系统控制器研究与设计,主要工作内容有:首先分别在船体坐标系和北东坐标系下对实船模型进行运动学和动力学特性研究以建立船舶运动数学模型,并对风、浪、流等海洋环境扰动进行研究以建立海洋环境扰动数学模型,在Matlab/Simulink的仿真环境下搭建船舶运动仿真模型与海况扰动仿真模型。其次对模糊控制算法进行理论研究以设计船舶动力定位系统模糊PID控制器,在Matlab/Simulink的仿真环境下搭建控制器仿真模块,结合之前搭建的船舶运动仿真模型与海况扰动模型进行仿真实验,将实验结果与带有Kalman滤波器的船舶动力定位PID控制器作比较,发现模糊PID控制器相较于带有Kalman滤波器的船舶动力定位PID控制器,在定位过程中更为快速,精确性与稳定性更高,但也需要更大的控制力与更剧烈的控制力变化。最后考虑到船舶推进器推力限制与推进器损耗,结合模型预测算法对所设计的模糊PID船舶动力定位控制器进行改进设计,并在Matlab/Simulink的仿真环境下进行仿真实验,发现改进后的控制器输出推力始终保持在推进器推力限制范围内,但达到期望位置所消耗的时间要略长于模糊PID船舶动力定位控制器。