考慮磁帶特性補償?shù)拇昂较虮３肿赃m應(yīng)控制.pdf

1、隨著航運經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展和我國海洋強國戰(zhàn)略的提出，目前船舶運動控制理論研究越來越趨向針對船舶控制工程中實際問題進行深入探索，最終提高理論研究的實際可用性。船舶航向保持控制研究是船舶運動控制領(lǐng)域的一項重要研究任務(wù)，且船舶在海上航行過程中存在裝載變化、速度變化、海洋環(huán)境干擾等諸多不確定因素。除此之外，非光滑非線性（本文僅針對磁滯非線性）現(xiàn)象普遍存在于機械液壓系統(tǒng)中，舵機伺服系統(tǒng)作為船舶航向保持控制系統(tǒng)的執(zhí)行設(shè)備也不可避免。這對于船舶航向保持控

2、制任務(wù)而言會嚴重影響系統(tǒng)閉環(huán)控制精度、甚至導(dǎo)致系統(tǒng)失控。因此，本文針對該類問題開展進一步研究具有一定的實際意義。
　　本文首先在船舶航向保持系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上引入了描述磁滯特性的一般非線性模型，即Prandtl-Ishlinskii(P-I)模型，構(gòu)建了具有舵機伺服系統(tǒng)磁滯特性描述的船舶航向保持系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。利用Backstepping方法針對該類不確定系統(tǒng)設(shè)計控制律，通過Nussbaum增益函數(shù)技術(shù)處理系統(tǒng)模型中控制方向未知問題

3、，針對磁滯特性導(dǎo)致的執(zhí)行器不確定部分進行整體補償，最終演繹出一種適用于船舶控制工程需要的魯棒自適應(yīng)控制策略。利用Lyapunov穩(wěn)定性理論從理論上分析了本文所提出控制算法的有效性。基于大連海事大學(xué)科研實習(xí)船“育鯤”輪進行了系統(tǒng)仿真試驗，結(jié)果表明本文所提出控制算法能夠有效應(yīng)用于船舶航向保持控制系統(tǒng)，對舵機伺服系統(tǒng)中磁滯非線性部分達到補償鎮(zhèn)定的作用。
　　本文所開展的理論研究具有一定的理論基礎(chǔ)和較強的實際應(yīng)用價值，對提高船舶航向保持控