模糊智能控制在船舶動力定位中的應用研究.pdf

1、動力定位系統(tǒng)被廣泛應用于海上作業(yè),人們對動力定位的要求愈來愈高,傳統(tǒng)的動力定位系統(tǒng)已不能滿足當今船舶定位作業(yè)要求,因而基于非線性控制理論和智能控制理論的高端動力定位控制系統(tǒng)受到人們的極大關注。
　　 模糊控制方法是一種嵌入人類知識的非線性智能控制方法,具有很強的魯棒性和非線性映射能力。一個設計良好的模糊系統(tǒng),要求模糊規(guī)則庫具有一定的完備性和魯棒性,而且對環(huán)境干擾及系統(tǒng)不確定性還應具有自適應能力。在模糊系統(tǒng)中引入自適應控制,一方面

2、可以利用模糊系統(tǒng)的萬能逼近特性,另一方面又可以使模糊系統(tǒng)在自適應機構的作用下而具有對環(huán)境隨機干擾和不確定項的自適應能力,因此,自適應模糊控制十分適合于動力定位過程。
　　 本文在文獻[1]提出的自適應模糊前饋補償器設計基礎上,設計出了船舶動力定位自適應模糊控制器,并基于文獻[2]提出的DM模糊規(guī)則提取算法設計模糊規(guī)則庫,主要進行了以下幾方面的研究工作:
　　 首先對船舶非線性模型及海洋環(huán)境模型進行了研究,以一艘供給船為研

3、究對象,并采用一階馬爾可夫過程來模擬慢變的環(huán)境風力及二階波浪漂移力。該船船型數(shù)據(jù)來自Fossen的文獻[3],為全尺度船型數(shù)據(jù)。
　　 其次采用自適應模糊算法設計船舶動力定位控制器,包括基于數(shù)據(jù)挖掘的方法簡化模糊規(guī)則數(shù),基于反步法設計自適應律,并證明了系統(tǒng)參數(shù)和自適應律在Lyapunov意義下是一致有界的。
　　 最后基于MATIAB軟件對船舶動力定位進行仿真,對比了傳統(tǒng)PID動力定位控制器和本文設計的自適應模糊控制器的