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文檔簡(jiǎn)介
1、舵鰭聯(lián)合減搖系統(tǒng)是一種新型的船舶減搖裝置,主要用于船舶的橫搖減搖和航向控制。隨著資源的短缺,如何降低能量消耗將成為舵鰭聯(lián)合減搖系統(tǒng)一個(gè)新的發(fā)展趨勢(shì)。目前對(duì)于舵鰭聯(lián)合減搖系統(tǒng)提出的各種控制方法都盡可能突出系統(tǒng)減搖效果和航向控制精度,而忽略了舵鰭聯(lián)合減搖系統(tǒng)的能量消耗問(wèn)題。因此,本文通過(guò)深入研究舵鰭聯(lián)合減搖系統(tǒng)以及能量?jī)?yōu)化方面的文獻(xiàn)資料,建立舵鰭聯(lián)合減搖系統(tǒng)的性能指標(biāo),并利用改進(jìn)多目標(biāo)遺傳算法優(yōu)化性能指標(biāo)。
本文主要的研究?jī)?nèi)容如下
2、:
首先,建立舵鰭聯(lián)合減搖系統(tǒng)四自由度非線性數(shù)學(xué)模型,并給出作用在船舶上各項(xiàng)受力公式,它們主要包括水動(dòng)力、螺旋槳、舵和減搖鰭等。然后根據(jù)船舶在海上航行的環(huán)境,分析船舶運(yùn)動(dòng)的環(huán)境干擾因素,并建立包括海浪、海流和海風(fēng)的數(shù)學(xué)模型。
其次,從減搖鰭和舵這兩方面分別建立性能指標(biāo),通過(guò)對(duì)減搖鰭橫搖角方差、鰭角方差以及鰭角速率和負(fù)載能耗三方面的研究,建立鰭的性能指標(biāo)。對(duì)舵性能指標(biāo)的建立是從克服阻力、偏航引起的附加能耗以及頻繁操舵引
3、起的船舶能耗等方面進(jìn)行研究。綜合性能指標(biāo)通過(guò)充分考慮船舶的能量?jī)?yōu)化、減搖效果以及航向控制精度,建立舵鰭聯(lián)合減搖系統(tǒng)多目標(biāo)函數(shù)。
再次,利用多目標(biāo)遺傳算法和改進(jìn)多目標(biāo)遺傳算法這兩種智能優(yōu)化算法,從綜合性能指標(biāo)優(yōu)化角度來(lái)自調(diào)整PID控制參數(shù)。對(duì)多目標(biāo)遺傳算法的改進(jìn)主要是利用云模型的隨機(jī)性和穩(wěn)定傾向性,生成交叉概率和變異概率。并對(duì)權(quán)系數(shù)和適應(yīng)度函數(shù)進(jìn)行改進(jìn)。
最后,利用兩種不同的智能算法對(duì)適應(yīng)度值、PID控制器參數(shù)和綜合性
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