船舶動(dòng)力定位的預(yù)測(cè)控制研究及其三維仿真平臺(tái)開發(fā).pdf

1、隨著世界人口的增加、經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人類對(duì)陸地資源的消耗日益加劇，陸地能源短缺問題越來越突出，開發(fā)和利用豐富的海洋資源具有越來越重要的現(xiàn)實(shí)意義。隨著海洋開發(fā)不斷向深海遠(yuǎn)海進(jìn)軍，傳統(tǒng)的錨泊定位系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足定位作業(yè)的要求，這促使了動(dòng)力定位系統(tǒng)的產(chǎn)生。70年代后期，在工業(yè)過程領(lǐng)域內(nèi)出現(xiàn)了一種新的控制算法，即預(yù)測(cè)控制算法。預(yù)測(cè)控制算法的飛速發(fā)展為動(dòng)力定位控制器的設(shè)計(jì)提供了新的途徑。
　　船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)是一個(gè)多輸入多輸出的閉環(huán)控制系統(tǒng)

2、。動(dòng)力定位船舶會(huì)受到不確定海洋環(huán)境擾動(dòng)的影響，無法建立精確的船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型。預(yù)測(cè)控制具有對(duì)模型精度要求不高、響應(yīng)速度快和魯棒性好等優(yōu)點(diǎn)。本文首先推導(dǎo)出船舶水面三自由度運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型，并建立了海洋擾動(dòng)力模型。然后，在考慮海洋擾動(dòng)未知的條件下，針對(duì)動(dòng)力定位船舶艏搖角度變化較小情況，應(yīng)用動(dòng)態(tài)矩陣預(yù)測(cè)控制算法設(shè)計(jì)船舶動(dòng)力定位控制器。進(jìn)一步，針對(duì)動(dòng)力定位船舶艏搖角度變化任意大情況下的動(dòng)力定位問題，引入自校正技術(shù)，應(yīng)用廣義預(yù)測(cè)控制設(shè)計(jì)船舶動(dòng)力定位控