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变结构控制理论在船舶动力定位系统中的应用_论文

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第2 3卷第 3期  20 年 6 02 月  哈 尔 滨 工 程 大 学 学 报  VO. 123. .   № 3 J un l fHabnEn ie r gUnv riy o ra    ri  gn ei   ies   o n t J n.2 0   u ,0 2 变 结 构 控 制 理 论 在 船 舶 动 力 定 位 系 统 中 的 应 用  吴鹤雄 , 东明  李 ( 尔 滨工 程 大 学 自动 化 学 院 , 龙 江 哈 尔滨  10 0 ) 哈 黑 5 0 1  摘 要: 介绍一种时间最优与变结构理论 相结合 的控 制方法. 其方法是 , 控制开始 以后 , 系统状 态轨迹按 时间最  优运 动 , 当系统状态轨迹运动到最后一段换 向线 , 同时也是过原点 的最优轨迹时 , 让换 向线 与最优 轨迹分 开. 即  采用 一条过原点且与最优轨迹相割的直线作为换 向线 . 这时系统状态将沿换 向线运动 到原 点. 用该 方法设计 的  船舶动力定位系统控制器 , 结构简单 、 动态性能好 , 且具有 一定的鲁棒性 .   关键 词 : 时间最优控制 ; 动力定位 ; 变结构 控制 ; 滑动模态控制  中图 分 类 号 : 6 文 献标 识 码 : 文 章 编 号 :0 6 0 3 2 0 )2 02—0  U6 6 A 10 —74 (0 2 0 —0 1 4 App i a i n o   r a l   t u t r   n r lTh o y t   lc to   f Va i b e S r c u e Co t o   e r   o S p Dy m i   sto i g hi   na c Po ii n n   W U  — in He x o g.LIDo g m i g   n — n  ( tmai  ol e Hab   n i eigUnvrt , ab  5 0 1 C i ) Auo t nC lg , ri E n r   i sy H ri 10 0 , hn   o e n g e n ei n a Ab ta t Th   y tm  t t s o b t mo e   n t r s o   i   p i la t r c n r l i e e t d a d wh n i sr c : e s se s a u   r i   v s i   em   f t me o t ma  fe   o to  S x re . n   e   t     m o e  o t el s s t h n   n , n  ti t eo t l r i p s i g t r u h t e o i i  tt es m e t v st  h   t wi i g l e a d i s h   p i   b t a sn  h o g  h   r n a  h  a  i ,t e a   c i    ma o   g me h   s thn  r i mo e wa  rm h  p i l r i,t esc n fo t l r i p sigt r u ht eo ii    wi igo bt c   v sa y fo t eo t ma  bt h  e a t  p i   bt a sn  h o g  h   r n i o o ma o   g s t k n a  h   wi h n   r i.Th   y tm  t t s t e   v s t   h   r i  l n   h   wi hn   r i .Th   a e  st es t ig o bt c e s se sa u   h n mo e   o t e o i n ao g t e s t i g o b t g c e c n rl r0  y a i s i o io ig d sg e  yt i meh d fa ue i l tu t r ,hg e  y a i r— o tol   f n m c hp p st nn   ein db  hs e d   i   to  e t rss mpesr c u e ih r n m c e  d   s n ea d g o  o u tp ro a c . o p s  n   o d r b s  e fr n e  m Ke   o d :i eo t l o to ;d n m i p s in n ;v ra l sr cu ec n r l l igmo ec n rl y w r s t  p i   n rl y a co io ig aibe tu t r o to ;si n   d  o to  m ma c   t   d 动力定 位技 术 已被广 泛地应 用 于各种 军用 与  民用 海 上作业 船 的定 位 . 舶 动 力定 位 系统 通 常  船 L QG最优 反馈 控 制定 律 . 由于采 用 了 自校正 滤 波  实时修 正低频 估 计 值 , 高 了控 制 的适 应性 和 系  提 统 的调节 精度 . 在 控制 算 法 上 仍 多 采 用 常 规 的  但 PD控制 方法 , 文希 望 在 控 制 方 法 上 进 一 步 提  I 本 高系统 的动态 特 性 和 实 用性 . 里 采用 时 间最 优  这 和变 结构 理论 结 合 的控 制 方法 . 是 一 种本 质上  它 的非线 性 控制 方 法 . 有 利 于 充 分 发挥 控 制 器 的  它 是用 推 力器来 控 制 船 舶 的位 置 和首 向的 系 统 , 它  由位置 检测器 、 制器 和推力 器组 成 . 控 船舶 的位 置  和姿 态 可用纵 荡 、 荡 和首摇 来描 述 . 舶 的运 动  横 船 由低频 运动 (



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