船舶動力定位自抗擾控制及仿真的研究.pdf

1、由于海上環(huán)境的復(fù)雜，船舶所受到的干擾較強(qiáng)，而且船舶運動模型具有非線性、不確定性等特點，對船舶海上動力定位系統(tǒng)提出了很高的要求。研究發(fā)現(xiàn)，線性自抗擾控制具有抗擾能力強(qiáng)，控制參數(shù)少及不基于精確數(shù)學(xué)模型等特點，因此本文研究采用線性自抗擾控制技術(shù)(LADRC)設(shè)計了動力定位控制器，并以“北海救115”實船模型為對象，對其進(jìn)行了仿真研究。
　　 本文首先介紹了船舶動力定位的發(fā)展及研究現(xiàn)狀;建立了船舶運動數(shù)學(xué)模型以及風(fēng)、浪、流等環(huán)境干擾的模

2、型。然后根據(jù)“北海救115”的實船資料數(shù)據(jù)，建立了船舶動力定位數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行了旋回仿真，為控制器的設(shè)計打下了基礎(chǔ)。
　　 其次，討論了自抗擾控制器的原理及組成結(jié)構(gòu)，對跟蹤微分器(TD)、擴(kuò)張狀態(tài)觀測器(ESO)、非線性反饋控制率(NLSEF)及其算法進(jìn)行了簡要說明。之后詳細(xì)給出了線性自抗擾控制器的基本結(jié)構(gòu)以及基本算法。
　　 最后，研究設(shè)計了動力定位線性自抗擾控制器，通過MATLAB進(jìn)行了仿真驗證研究，首先分別在較小干