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关于广义预测控制在船舶航向控制仿真中的应用研究

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简介:
本文探讨了广义预测控制技术在船舶航向控制系统中的应用,并通过仿真实验验证其有效性和优越性。 为了应对船舶航向控制中存在的问题,如传统方法响应慢、鲁棒性差以及舵角变化频繁且抗风浪流干扰能力弱的问题,我们采用了一种基于广义预测控制的船舶航向保持与转向算法,并实现了控制器参数根据智能规则自动调整。通过在MATLAB和SIMULINK中进行仿真测试,并将结果与传统的PID控制方法进行了比较,在船舶速度发生变化导致模型改变的情况下,验证了广义预测控制系统具有更好的鲁棒性;而在加入风浪流干扰时,进一步证明该算法相比PID控制拥有更强的抗干扰能力。

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    本文探讨了广义预测控制技术在船舶航向控制系统中的应用,并通过仿真实验验证其有效性和优越性。 为了应对船舶航向控制中存在的问题,如传统方法响应慢、鲁棒性差以及舵角变化频繁且抗风浪流干扰能力弱的问题,我们采用了一种基于广义预测控制的船舶航向保持与转向算法,并实现了控制器参数根据智能规则自动调整。通过在MATLAB和SIMULINK中进行仿真测试,并将结果与传统的PID控制方法进行了比较,在船舶速度发生变化导致模型改变的情况下,验证了广义预测控制系统具有更好的鲁棒性;而在加入风浪流干扰时,进一步证明该算法相比PID控制拥有更强的抗干扰能力。
  • FMRLC_Tanker.zip_MATLAB__MATLAB___
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    本资源包提供了一个基于MATLAB的船舶控制系统模型,专注于优化船舶在航行过程中的航向控制。通过模拟各种海上条件下的操作,它为研究人员和工程师提供了评估和改进船舶稳定性和操纵性的平台。 船舶航向控制的一个实用程序可以进行仿真运行。
  • MATLAB模糊PID仿
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    本文探讨了基于MATLAB平台,将模糊PID控制器应用于船舶航向控制系统中的仿真研究,分析其优越性和实际应用价值。 关于在MATLAB环境下进行模糊PID船舶航向控制仿真的研究。
  • MATLAB模糊仿
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    本研究运用MATLAB软件进行船舶航向模糊控制系统的设计与仿真分析,旨在验证模糊控制算法在改善船舶操纵性能中的有效性。 我曾完成一个关于模糊控制的船舶航向仿真实验,该实验能够展示模糊控制输入输出的三维立体图。
  • PID.zip_PID运动_boat__matlab仿_运动系统
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    本研究探讨了PID控制器在船舶运动控制系统中的应用,通过Matlab仿真验证其有效性,旨在提高船舶操纵性和稳定性。 本程序实现了船舶运动控制中的模型参数拟合过程与实现。
  • 回转试验与PID系统仿
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    本研究探讨了船舶在进行回转运动时的表现,并通过模拟实验评估了一种基于PID算法的航向控制系统的效果。 该实验报告结合船舶参数,在Simulink环境中建立Nomoto数学模型,并对其进行回转试验。随后设计一个PID控制器以使船舶保持正东航向,最后加入干扰测试其性能。
  • MATLAB运动算法.pdf
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    本论文深入探讨了MATLAB在船舶运动控制领域的应用,重点分析了多种算法如何优化船舶操控性能及稳定性。通过仿真和实验验证,展示了MATLAB在提高船舶安全性和经济性方面的潜力。 本段落档《基于MATLAB的船舶运动控制算法研究.pdf》主要探讨了如何利用MATLAB软件进行船舶运动控制算法的研究与开发。通过对不同控制策略的应用分析,文章旨在提高船舶航行的安全性和效率,并对未来的相关技术发展提供了有价值的参考和建议。
  • Norrbin和Nomoto模型PID及ADRC策略系统
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    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。
  • 非线性系统H∞鲁棒仿(2010年)
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    本论文针对船舶航向控制系统,探讨了H∞鲁棒控制策略,并通过仿真实验验证其有效性和稳定性,以提高复杂海况下的航行性能。 针对船舶航向非线性控制系统的数学模型,在考虑船舶操舵伺服机构特性的情况下,基于状态反馈线性化方法,采用闭环增益成形算法设计出了船舶航向鲁棒控制器。利用Matlab/Simulink工具箱进行仿真后发现,所设计的鲁棒控制器相较于使用极点配置法设计出的鲁棒镇定控制器,在控制性能方面表现更佳,并且对风浪干扰具有更强的鲁棒性。
  • BP神经网络MATLAB仿
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    本研究利用MATLAB平台,采用BP神经网络技术进行船舶航向控制系统的设计与仿真。通过优化算法提高系统的稳定性和响应速度,为海上航行提供技术支持。 很久以前为学生设计的一门课程涉及使用BP神经网络来控制船舶的行驶方向。