船舶动力定位系统控制器的设计与仿真汇总.pdfVIP

中文摘要 摘要 随着全球经济的快速发展，能源短缺和环境污染已成为一个世界性的问题。 探索和开发海洋资源，成为大多数国家可持续发展的重要途径。船舶和半潜式平 台等浮式作业系统是深海作业的重要载体，伴随着人类对海洋开发和探索的范围 越来越广，对船舶和平台的定位系统的研究同益受到重视。 动力定位系统是一种闭环的控制系统，控制器通过测量系统得到的信号来驱 动推力器系统产生推力，用于抵抗风、浪、流等作用在船舶和平台上的各种环境 力，使其尽可能地保持在海平面上预定位置附近。动力定位系统共有三部分组成： 测量系统，控制系统和推力系统。本文的研究重点就是针对某动力定位供应船， 设计一个理想的动力定位控制器。主要工作包括以下几个方面： 1、首先围绕船舶动力定位系统中的控制器设计问题，研究分析船舶动力定位 系统的运动学和动力学数学模型，建立船舶动力定位系统三自由度数学模型。 2、分析了自抗扰控制技术的基本原理，自抗扰控制器的结构及各个组成部分 的离散算法，并简要阐述了各部分参数整定的方法。 3、设计适用于三自由度船舶动力定位系统的自抗扰控制器，并与传统的PID 控制器在理想海况和存在不同等级风、浪、流干扰的情况下进行仿真比较。 4、分析了粒子群优化算法、自适应权重粒子群优化算法及其特点，在此基础 上，为进一步提高控制器性能，采用自适应权重粒子群优化算法对ADRC进行参 数优化，并对优化后的ADRC在理想海况下进行仿真实验。 大量仿真结果表明：自抗扰控制器具有较好的控制效果，能够克服风、浪、 流等干扰，与PID控制器相比，ADRC控制器控制效果和鲁棒性优于传统PID控 制器；仿真研究也验证了基于AWPSO算法的ADRC优化设计方法的可行性，能 够较大程度地提高系统的控制性能。 关键词：动力定位；控制器；自抗扰；自适应权重粒子群优化算法 英文摘要 ABSTRACT Withthe ofthe and globaleconomy,energyshortages rapiddevelopment becomeaworldwide and environmentalhave problem，SOexploring pollution formostcountries． the sustainable Marineresourcesbecame ways developing important as isthe andsemi—submersible important Ships platformsfloatingoperatingsystem thevesseland receivedmore carrierof researchfor platforms deep—seaassignments，the andmoreattention． a control closed—loop system，whi