船舶航向自抗擾控制的研究.pdf

1、由于線性自抗擾控制器(LADRC)能夠?qū)崟r估計并及時補償系統(tǒng)內(nèi)部和外部誤差的總和，具有不基于特別精確的系統(tǒng)模型、抗干擾能力強等特點，所以本文采用了LADRC對船舶航向進行控制。
　　本文首先討論自動舵控制船舶航向的基本原理，綜述了船舶航向控制方法的歷史演變和自抗擾技術(shù)研究和發(fā)展的現(xiàn)狀，然后以9572TEU的XINSHANGHAI號和5446TEU的SHANGHAI號集裝箱船的實船數(shù)據(jù)為基礎建立MMG船舶模型，并設計了外界航行環(huán)境干

2、擾（主要是風、流）的模型。再分別對兩艘船舶模型進行旋回仿真和Z形操縱試驗仿真，驗證船舶模型的合理性和準確性，為本文后續(xù)的仿真計算做好充分準備。
　　其次，討論了自抗擾控制器的原理及組成結(jié)構(gòu)，著重突出了其抗外界干擾能力強的優(yōu)點。由于普通自抗擾控制器本身存在一些局限，本文引入了線性自抗擾控制器，來克服普通自抗擾控制器調(diào)節(jié)參數(shù)過程繁瑣耗時的缺點，并對其基本結(jié)構(gòu)、基本算法以及控制器各組成部分的特點進行說明。
　　最后，設計了一種優(yōu)化

3、的變參數(shù)PID航向控制器和線性自抗擾航向控制器，在不同的航行環(huán)境下進行仿真，對船舶航向進行控制，然后對比控制效果和控制精度，得到結(jié)論:線性自抗擾控制器對命令的響應速度相對較快，仿真曲線平滑無超調(diào)且控制效果好、控制精度比較高，對受控對象的未建模動態(tài)和不確定干擾因素有良好適應性、魯棒性。最后在控制器參數(shù)不變的情況下，將船舶模型換成SHANGHAI號集裝箱船，并在不同海況下進行仿真，驗證LADRC的魯棒性和適應性。
　　本文主要完成的工