基于输出反馈HOO算法的高速水翼船姿态控制.pdfVIP

第5卷 第1期 交 通 运 输 工 程 学 报 Vol.5 No.1 2005年3月 JournalofTrafficandTransportationEngineering Mar.2005 文章编号;1671-1637(2005)01-0045-04 基于输出反馈HOO算法的高速水翼船姿态控制 任俊生，杨盐生 (大连海事大学 航海科技研究所，辽宁 大连 116026) 摘 要:应用输出反馈H_控制算法，利用Matlab的Simulink工具箱和LMI控制工具箱，基于高速水 翼船的运动仿真平台，研究了高速水翼船在波浪中运动的姿态控制器设计。通过对水翼船的非线性 运动数学模型在设计速度点处线性化，得到了考虑外界干扰的水翼船运动状态空间模型。以高速水 翼船HC200B-Al为实例进行控制器设计的仿真研究，发现输出反馈H 控制器能够有效地减小波浪 引起的摇荡运动。结果表明该设计方法仅需要系统的部分状态信息，具有良好的控制效果。 关键词:船舶运动控制;水翼船;状态空间模型;输出反债H_控制 中图分类号:U664.82 文献标识码:A Controllerdesignofhydrofoilcatamaranwithdynamical output-feedbackH_scheme RENJun-sheng，YANGYan-sheng (InstituteofNavigationScienceandTechnology,DalianMaritimeUniversity,Dalian116026，China) Abstract:Thispaperstudiedtheattitudecontrollerdesignforakindoffully-submergedhydrofoil catamaranwithoutput-feedbackH_schemebyusingMatlabssimulinktoolboxandLMIcontrol toolbox，thisresearchwasbasedontheboatssimulationplatform.Thelinearizationofnonlinear mathematicalmodelofhydrofoilcatamaranatdesignspeed,wasimplemented，andthestate- spacemodelwasobtained.Withhydrofoilcatamaran“HC200B-Al，simulationwascarriedout todemonstratethecontrollerdesign.Itspointedoutthatoutput-feedbackHWattitudecontroller forhydrofoilcatamaranisefficienttosuppressthewave-inducedmotions,thecontrollerhasgood performancewithonlypartiallyobservedsystemsstateinformation.1tab，3figs,5refs. Keywords:shipmotioncontrol;hydrofoilcatamaran;state-spacemodel;output-feedbackH_,control Authorresume:RENJun-sheng(1976-)，male,PhD,associateprofessor,86-411 jsren@dlmu.edu.cn. 要求之一，所以需要专门的控制系统来抑制因波浪引 0 引 言 起的船体摇荡[[1,2]。本文研究的高速水翼双体船的姿 高速水翼双体船在从体航状态过渡到翼航状态 态控制就是对其进行镇定控制，其目的是减小由于