應(yīng)用于船舶動(dòng)力定位的標(biāo)準(zhǔn)可加性模型智能控制方法研究

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1、分類號(hào)密級(jí)ＵＤＣ單位代碼１０１５１?wèi)?yīng)用于船舶動(dòng)力定位的標(biāo)準(zhǔn)可加性模型智能控制方法研究蘇曉鸞指導(dǎo)教師孟憲堯職稱教授學(xué)位授予單位大連海事大學(xué)申請(qǐng)學(xué)位類別工學(xué)博±學(xué)科（專業(yè)）輪機(jī)工程論文完成日期２０１５年９月答辯日期２０１５年１１月５日答辯委員會(huì)主席Ｒｅｓｅ化ｄｉｏｎｔｈｅＩｎｔｅ化ｅｎｔＣｏｎｔｒｏｌＭｅｔｈｏｄｏｆ化ｅｇＳ化田ｄ化ｄＡｄｄｉｔｉｖｅＭｏ化１Ａｐｐｌｉｅｄ化ＳｈｉｐＤｙｎａｍｉｃＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＤｉ

2、ｓ化ｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄ化ＤａｌｉａｎＭａｒｉｔｉｍｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＩｎｐａｒｔｉａｌｆｕｌｆＵｌｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆＤｏｄ；ｏｒｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇｂｙＳｕＸｉａｏ山ＭａｒｉｎｅＥｎｉｎｅｅｒｉｎ（ｇｇ）ＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏ佐巧ｏｒＭｅｎｇＸｉａｎａｏｙＳｅｐｔｅｍｂｅｒ２０１５大連海事大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重

3、聲明：本論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，＂＂攪寫成博±學(xué)仿論義巧巧子船舶動(dòng)力巧仿的標(biāo)準(zhǔn)可加林樓巧智能巧制方法研究。除論文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，對(duì)論文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中Ｗ明確方式標(biāo)明。本論文中不包含任何未加明確注明的其他個(gè)人或集體已經(jīng)公開發(fā)表或未公開發(fā)表的成果。本聲明的法律責(zé)任由本人承捏。學(xué)位論文作者簽名：緣嗎喉７學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者及指導(dǎo)教師完全了解大連海事大學(xué)有關(guān)保留、使用研究生學(xué)位論文的規(guī)定：，即大連海事大學(xué)有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部口或機(jī)

4、構(gòu)送交學(xué)位論文的復(fù)印件和電子版，允許路文被查閱和借閱。本人授權(quán)大連海事大學(xué)可１＾將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索、，也可采麻影印縮印或婦描等復(fù)制手段保存和匯編學(xué)位論文。同意將本學(xué)位論文收錄到《中國(guó)優(yōu)秀博碩±學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》（中國(guó)學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社）、《中國(guó)學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》（中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所）等數(shù)據(jù)庫(kù)中，并Ｗ電子出版物形式出版發(fā)行和提供信息服務(wù)。保密的論文在解密后遵守此規(guī)定。本學(xué)位論文屬于：保密□在年解密后適用本授權(quán)書。＂＂＂不保密囚（請(qǐng)?jiān)冢咨戏娇騼?nèi)打Ｖ）

5、論文作者簽名導(dǎo)師簽名：Ｗｔ日期：２０１５年１１月５日創(chuàng)新點(diǎn)摘要創(chuàng)新點(diǎn)搞要海上作業(yè)船舶工作環(huán)境復(fù)雜，受到外界風(fēng)浪流等因素干擾，船舶參數(shù)不確定，很難建立精確數(shù)學(xué)模型，基于不完全依賴數(shù)學(xué)模型的智能控制方法及各種方法的融合，進(jìn)行了船舶動(dòng)力定位控制策略的研究。１．為了實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋環(huán)境干擾因素的預(yù)測(cè)，為船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)奠定基拙，本文將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與ＳＡＭ系統(tǒng)相結(jié)合，建立了基于ＳＡＭ系統(tǒng)的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)——（即ＳＡＭＮＥＴ）結(jié)構(gòu)，證明了ＳＡＭＮＥＴ結(jié)構(gòu)的全局逼近性，提出了一—ＮＥＴ的學(xué)習(xí)訓(xùn)練—

6、種適合ＳＡＭ算法。采用ＳＡＭ，使隸屬度函數(shù)更趨向合理ＮＥＴ對(duì)海洋干擾環(huán)境進(jìn)行預(yù)測(cè)。仿真結(jié)果和誤差分析表明該方法準(zhǔn)確可行。２．準(zhǔn)確的船舶位置信息在船舶動(dòng)力定位的過程中有著十分重要的作用。建立了船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)的自相似信息系統(tǒng)矩陣，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力定位系統(tǒng)各組成部分間的信息資源的共享與互補(bǔ)一ＡＭ。提出了種基于Ｓ模型的船舶動(dòng)力定位位置信息多傳感器數(shù)據(jù)蘭合算法。該算法將競(jìng)技體育打分評(píng)分方法與３ｃ準(zhǔn)則相結(jié)合剔除野值，選取類離斯函數(shù)作為模糊規(guī)則的隸屬度函數(shù)，每條被激活規(guī)則權(quán)重值相等。實(shí)驗(yàn)表明，通過該數(shù)據(jù)融合算法得到的結(jié)果比

7、各位置傳感器的測(cè)量結(jié)果更加接近船舶的真實(shí)位置。３．針對(duì)動(dòng)為定位船舶在定位時(shí)海洋干擾環(huán)境變化大，無法精確描述船舶的數(shù)一控制方式學(xué)模型，如果采用單，動(dòng)力定位控制效果達(dá)不到預(yù)期值，本文根據(jù)多模態(tài)控制思想，設(shè)計(jì)了基于ＳＡＭ改進(jìn)算法的船舶動(dòng)力定位多模態(tài)控制系統(tǒng)。該系－ＮＥＴ模型對(duì)海洋環(huán)境干擾因素進(jìn)行預(yù)測(cè)統(tǒng)利用ＳＡＭ，采用濾波器對(duì)海洋環(huán)境的干擾因素進(jìn)行濾波，根據(jù)海面風(fēng)力的大小選定人工直接操作、ＰＩＤ控制或基于ＳＡＭ改進(jìn)算法控制器對(duì)定位系統(tǒng)進(jìn)行控制。其中ＳＡＭ改進(jìn)算法控制器是采用層次分析法去除ＳＡＭ初始模糊規(guī)則中兀

8、余或者相互矛盾的規(guī)則，再利用蟻群優(yōu)化算法計(jì)算出每條規(guī)則的權(quán)重值。使用混合模態(tài)控制方法實(shí)現(xiàn)模態(tài)間平穩(wěn)平滑地切換。利用平均時(shí)間盛留方法證明了多模態(tài)切換系統(tǒng)的穩(wěn)定性。仿真結(jié)果表明：被控船舶在動(dòng)力定位系統(tǒng)的控制下能夠較快的到達(dá)定位