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《基于ADRC的水面船舶動力定位控制技術(shù)及仿真研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、控制理論與應用自動化技術(shù)與應用》2010年第29卷第3期ControlTheo~andApplications基于ADRC的水面船舶動力定位控制技術(shù)及仿真研究謝洪艷，談世哲(中國海洋大學信息科學與工程學院，山東青島266100)摘要：針對受擾環(huán)境下水面船舶的動力定位問題，提出了基于自抗擾控制方法的水面船舶動力定位控制方法；針對水面船舶存在的不確定性和擾動復雜等情況，建立了強風、浪等擾動條件下，實現(xiàn)船舶動力定位的自抗擾控制算法；同時對船舶的艏向角進行了仿真、比較與分析。仿真結(jié)果表明，這種方法對對船舶的動力定位實施的可行性及有
2、效性。關(guān)鍵字：動力定位；自抗擾；仿真中圖分類號·：TP273．2文獻標識碼：A文章編號：10037241(2010)03—000504TheResearchandSimulationofADRCBasedOnSurfaceShipsDynamicPositioningControIMethodXIEHong-yan，TANShi-zhe(SignalandInformationProcessingspecialityMasterOegreeCandidateofOUCCoHegeofInformationSciencean
3、dEngineering，Qingckm266100China)Abstract：Aimingatthedisturbedenviromentfortheship’Sdynamicpositioningsurfaceofthewaterproblem，amethodofADRCbasedonsurfaceshippositioningcontrolisproposed．Aimingatthesurfaceshipsfortheexistenceuncertaintiesanddisturbances，adynamicpos
4、itioningofADRCalgorithmissetup．Thesimulationresuitsshowthatthismethodofdynamicpositioningofshipsisfeasibilityandeffectivenessoftheimplemetation．Keywords：dynamicPosiitiioning；ADRC；simulink在非線性PID基礎上針對強干擾和不確定系統(tǒng)提出的1引言一種新型控制技術(shù)，具有較強的魯棒性，適應性，具有強動力定位技術(shù)就是通過電腦傳輸，只需幾分鐘的時大的非
5、線性處理能力和工程實用性。通過對水面船舶間，就把航行中的船穩(wěn)穩(wěn)地停在預定的位置。自抗擾控制技術(shù)的研究，來解決非線性，時變性，模型的本文將研究一種基于PID控制器設計方法與現(xiàn)代不確定性以及海洋環(huán)境變化，未知隨機干擾等條件下的控制理論相關(guān)結(jié)論的新型控制器一自抗擾控制器。該船舶控制問題。控制器能夠把系統(tǒng)中的各種不確定因素歸為對系統(tǒng)的擾動，再利用控制器的一個特殊環(huán)節(jié)加以抑制，可以取得很好的控制效果?1。2船舶系統(tǒng)模型2．1船舶動力定位系統(tǒng)模型自抗擾控制技術(shù)是近年來發(fā)展的一種控制理論，是所謂船舶動力定位系N(DynamicPosit
6、ioningSystems，簡稱DPS)，是指利用推力器來控制船舶位置及艏向的系統(tǒng)，它由傳感器、控制器和推力器三大部分組成【引，如圖收稿日期：2009—09—14自動化技術(shù)與應用》2010年第29卷第3期控制理論與應用ControlTheoryandApplications1所示。JZz一一繞z縱的附加轉(zhuǎn)動慣量。3自抗擾控制系統(tǒng)原理自抗擾控制技術(shù)的基本思想是將系統(tǒng)中含有的非線性動態(tài)模型，不確定外部擾動視為擴張狀態(tài)加以觀測，并自動補償對象模型的內(nèi)擾和外擾，再使用非線性組和來提高其閉環(huán)系統(tǒng)的控制性能。通過將船舶的不圖1動力定位
7、系統(tǒng)框圖確定動態(tài)模型和海洋環(huán)境變化，未知的干擾統(tǒng)一歸結(jié)為在船舶動力定位系統(tǒng)中，由傳感器測得船舶的位置系統(tǒng)的“總擾動”，通過估計并給予補償，建立非線性狀及艏向值，然后與設定值進行比較運算，將位置及艏向態(tài)誤差反饋控制律來完成對船舶的控制，這種方法具有角的偏差值輸入到控制器，控制器經(jīng)過運算產(chǎn)生控制指較強的魯棒性，適應性，具有強大的非線性處理能力和令，經(jīng)過推力非配邏輯進行推力分配后，傳送給執(zhí)行推工程實用性。力機構(gòu)推力器，推力器產(chǎn)生的力和力矩來抵抗外界環(huán)境3。1水面船舶自抗擾控制方法的研究的力和力矩，使船舶保持在要求的位置及艏向上。
8、自抗擾控制針對一類不確定非線性系統(tǒng)，具有較強2．2船舶的低頻運動模型的魯棒性和適應性，具有優(yōu)良的控制品質(zhì)。在一般情況由于高頻運動不引起船舶的位移，只引起振蕩，所以下，受未知干擾w(t)作用的非線性，時變，不確定i2階對控制器只控制低頻運動，現(xiàn)在來介紹船舶的低頻運動模象可以表達為：y=f(y，Y’，?，y
