船舶动力定位系统的模型建立及模糊控制策略分析.doc

简介：
本文档探讨了船舶动力定位系统中模型建立的方法及其在实际应用中的重要性，并深入研究了基于模糊逻辑的控制策略，以提高系统性能和稳定性。 随着深海技术的进步，动力定位系统在海洋工程领域得到了广泛应用。这种系统通过控制系统驱动船舶推进器来抵消风、浪、流等环境外力的影响，使船舶保持在预定位置或沿着预期航线航行。船舶动力定位系统包括动力系统、控制系统和推进系统的全部设备，其中控制系统是整个体系的核心部分。 本段落针对船舶动力定位系统的控制器进行了设计研究工作，并结合了船舶运动特点来开发混合控制算法，其中包括经典PID（比例-积分-微分）算法与智能模糊控制算法。当检测到的位置及艏向信息经过数据处理并与设定值相减得到偏差和偏差变化率后，这些作为输入量传递给定位系统的控制器。通过计算得出的船舶位置、艏向推力信息被传送到推进系统中，从而实现智能化定点定位。 本段落还研究了船舶数学模型，并建立了固定坐标系下三个方向上的低频运动模型以及对应于船体坐标系下的横荡、纵荡和艏摇三自由度的运动模型。分析控制器在动力定位中的功能与要求后，根据船舶特性及经典PID算法与智能模糊控制的优势及其应用特点设计出适合该系统的混合控制方案，并通过C语言编程实现这一功能，详细描述了软件流程并进行了仿真以评估其性能。 此外，本段落还对几种常用的控制系统理论进行介绍，包括PID控制和模糊控制方法的设计方式，并对其原理进行了深入分析。