魯棒控制理論在船舶搖擺臺(tái)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、H<,∞>控制理論是分析和設(shè)計(jì)不確定系統(tǒng)的一種強(qiáng)有力的工具，主要解決對(duì)象建模中的誤差和在一定范圍內(nèi)因模型攝動(dòng)而引起控制品質(zhì)惡化的控制難題。本文對(duì)H<,∞>控制理論在船舶水艙搖擺臺(tái)位置系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行了分析，在詳細(xì)分析和研究系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，首次應(yīng)用H<,∞>控制理論對(duì)船舶水艙搖擺臺(tái)控制系統(tǒng)進(jìn)行了混合靈敏度的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究，獲得了滿意的結(jié)果。 水艙試驗(yàn)搖擺臺(tái)是研究和設(shè)計(jì)減搖水艙的重要試驗(yàn)設(shè)備，該試驗(yàn)裝置是一種專用綜合系統(tǒng)，目前在國

2、內(nèi)還沒有如此功能規(guī)模的裝置。利用它可以模擬船在海浪中的橫搖和橫蕩運(yùn)動(dòng)，從而通過搖擺臺(tái)試驗(yàn)為減搖水艙的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。 水艙試驗(yàn)搖擺臺(tái)是按照船的搖擺模型和相似關(guān)系建立起來的，本文以搖擺臺(tái)為基礎(chǔ)，對(duì)搖擺臺(tái)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 本文建立了船舶一水艙運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型以及搖擺臺(tái)橫搖和橫蕩位置系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，選取了油缸、電液伺服閥的型號(hào)以及傳感器的型號(hào)。并計(jì)算選取了數(shù)學(xué)模型中的各個(gè)參數(shù)。同時(shí)針對(duì)建立的數(shù)學(xué)模型，采用基本PID控制器對(duì)系統(tǒng)

3、進(jìn)行了校正，并進(jìn)行了仿真研究。仿真表明，經(jīng)典的PID控制可以在一定的程度上獲得滿意的響應(yīng)特性，但由于系統(tǒng)中存在的參數(shù)不確定性以及干擾的作用，當(dāng)參數(shù)攝動(dòng)時(shí)，使得經(jīng)典的PID控制的位置系統(tǒng)精度開始變差，為了提高系統(tǒng)的魯棒性、魯棒性能，引進(jìn)H<,∞>控制理論，通過對(duì)系統(tǒng)不確定性的分析，合理的選擇了加權(quán)函數(shù)，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)了魯棒控制器。最后，又對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真研究，通過和PID控制器作用下的仿真對(duì)比，發(fā)現(xiàn)魯棒控制器作用下的系統(tǒng)在參數(shù)攝動(dòng)時(shí)仍能傈持很好