资源描述：
《船舶运动的模糊控制研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第35卷第5期舰船科学技术Vol.35,No.52013年5月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYMay,2013船舶运动的模糊控制研究颜俐,许建,马运义(中国舰船研究设计中心,湖北武汉430064)摘要:从模糊控制原理出发,确定船舶运动模糊控制器的结构,根据典型的阶跃响应指定航向控制的模糊规则。结合自抗扰跟踪微分器技术和模糊积分环节,完成船舶航向运动模糊控制器的设计。对3种典型工况仿真结果表明,模糊控制器能在船舶航向运动中起到很好的控制效果,并具有超调量小、调整时间短、鲁棒性好等优点。关键词:船舶运动;航向控制;模糊控制中图分类号:TN9
2、29.3文献标识码:A文章编号:1672-7649(2013)05-0001-06doi:10．3404/j．issn．1672-7649．2013．05．001ResearchonshipmotionbasedonfuzzycontrolYANLi,XUJian,MAYun-yi(ChinaShipDevelopmentandDesignCenter,Wuhan430064,China)Abstract:Fromthefuzzycontrolprinciple,thispaperdeterminedfuzzycontrollerofshipmotio
3、n.Thentheruleforcoursecontrolwascarriedoutaccordingtotheclassicstepresponse.Atlast,thefuzzycontrollerforshipcoursewasfinished,whichcombinedwithanti-jammingdifferentiatorandfuzzyintegral.Theresultofthreebasicworkingconditionsimulationshowedthatfuzzycontrollerplayedaverygoodcontro
4、leffectonshipcoursemotion,andhadtheadvantageofsmallovershoot,fastadjustment,robustandsoon.Keywords:shipmotion;coursecontrol;fuzzycontrol精确数学模型,具有对参数变化不敏感和鲁棒性强0引言等特点,但控制精度不太理想。如果将模糊积分环[1-5]船舶运动具有非线性特点且其动态特性与节加入模糊控制器中,则可更好地适应船舶航向运航行工况(船型、装载、航速、吃水等)密切相动控制系统的参数变化和外部环境的变化,且能够关。在PID操舵
5、仪中,通常采用控制参数人工整定改善航向运动控制精度。的办法来适应船舶航行工况和外部环境的变化。但1船舶航向运动模糊控制器若控制参数不合适,将导致控制效果变差,操舵幅[6-11]度大,操舵频繁,舵机损耗大,缺乏对船舶动态变在一般的模糊控制系统中,考虑到模糊控化及海况变化的自适应能力。自适应自动舵提高了制器实现的简易性和快速性,通常采用二维模糊控控制的精确性,减少了操纵工作量,但是,它以代制器结构形式。二维模糊控制器基本上都选用受控价函数中的参数估算为基础,而且需要精确地建立变量和输入给定的误差和误差变化量作为输入变量,扰动模型,算法繁琐,实现成本高,加上
6、船舶的非由于它们能够较严格地反映受控过程中输出变量的线性特性,控制效果和稳定性难以保证。模糊控制动态特性,因此,其控制效果好,实现容易,是目是建立在人工经验基础之上,无需知道控制对象的前采用较广泛的一类模糊控制器。二维模糊控制器收稿日期:2012-08-07;修回日期:2012-09-03作者简介:颜俐(1968-),女,高级工程师,研究方向为舰船总体设计。·2·舰船科学技术第35卷具有类似于常规PD(比例-微分)控制器的作用,ìfh=fhan(ψ(k)-w(k),x2(k),r,h),采用该类模糊控制器的系统有可能获得良好的动态íx1(k+1)=x1
7、(k)+hx2(k),(4)特性,而静态性能不能令人满意。由线性控制理论îx2(k+1)=x2(k)+hfh。可知,积分控制作用能消除稳态误差,但动态响应式中x(k+1)为所求解的航向偏差变化率。2慢,比例控制作用动态响应快,而比例积分控制作如果航向求解出的偏差变化率跟踪值噪声较大,用既能获得较高的稳态精度,又能具有较高的动态可将fhan(x,x,r,h)中的变量h改为与步长h独立12响应。把PI控制策略引入Fuzzy控制器,构成具有的新变量h,取h为适当大于步长h的参数,就可00模糊积分环节的复合模糊控制,是改善模糊控制器消除减小噪声放大效应。稳态性
8、能的一种途径。1．2模糊控制器的设计因此,在船舶航向运动控制系统中,可以采用利用自抗扰最速离散
