基于Norrbin和Nomoto船舶模型的PID及ADRC控制策略在航向控制系统中的应用研究

简介：
本文探讨了将Norrbin和Nomoto船舶模型与PID及主动 disturbance rejection control (ADRC) 控制策略相结合，应用于改善船舶航向控制系统的性能。通过理论分析和仿真试验验证了所提方案的有效性。 Norrbin模型与Nomoto模型是船舶航向控制领域广泛使用的动态数学模型。其中，Norrbin模型主要描述了在舵角作用下船舶的横荡、偏航及转向运动特性；而Nomoto模型则侧重于研究船舶回转特性的变化规律。这两种理论对于深入理解和掌握船舶的动力响应与稳定性至关重要。 PID（比例-积分-微分）控制和ADRC（自抗扰）控制是两种不同的控制系统方法，前者通过调整P、I及D三个参数实现对目标的精确追踪；后者则是一种较新的技术，通过对不确定性和外部干扰进行在线估计补偿来优化系统性能。在基于Norrbin与Nomoto模型的应用场景下，运用PID和ADRC策略可以有效改善船舶航向控制的效果。 将这两种先进的控制理论应用于上述两个数学框架中，意味着能够通过精确的动态描述结合尖端技术手段提高船舶操作的安全性和效率性，并减少人为错误发生的概率。这不仅有助于增强复杂海况下的航行保障能力，还促进了现代船用自动化系统的进步与发展。 本段落档强调了“航向控制系统”在当前船舶自动控制领域的关键作用。其性能优劣直接影响到船只的航行稳定、燃油消耗及乘客体验等方面，因此对于该技术的研究与改进显得尤为重要和紧迫。 此外，“船舶航向控制技术分析文章”的部分可能涵盖了对现有技术水平的详细探讨，并且随着现代造船工业的发展趋势提出了新的挑战性要求以及环境友好型操作需求。这表明了在追求更高自动化水平的同时也要考虑如何减少碳足迹，以实现可持续发展目标。 总之，在Norrbin与Nomoto船舶模型框架下采用PID和ADRC控制策略对于提升航行性能、保障海上安全及推动智能化船用控制系统设计具有重要的理论价值和技术意义，同时也是未来研究的重要方向。