船舶航向非线性系统自适应鲁棒自动舵的设计

考虑船舶航向控制系统模型中存在着非线性，并且在模型参数未知的情况下，利用Lyapunov稳定性理论，提出了一种具有积分功能的自适应鲁棒控制新算法，以5000t级杂货船为例，进行了自适应鲁棒自动舵设计，并利用Matlab的Simulink工具箱进行了仿真研究，结果证明该算法是十分有效的。     

遗传算法在舵减摇控制参数优化中的应用

对船舶舵减摇控制系统进行了分析，在此基础上运用遗传算法优化了控制器的参数，使舵在较低的舵速下减横摇与航向保持两方面得到了很好的适配。仿真结果表明，经遗传算法优化的控制系统效果良好。     

船舶航向鲁棒PID自动舵设计

以Ｎｏｍｏｔｏ方程作为船舶运动控制系统的模型,给出了船舶航向ＰＩＤ型自动舵的传统设计方法,在考虑到船舶运动模型参数不确定性和外界干扰的不确定性的基础上,建立了含有不确定性项的船舶航向误差控制系统的状态方程,并利用Ｌｙａｐｕｎｏｖ display structure     

反步鲁棒镇定及其在舵减横摇中的应用

运用反步法的思想,结合自适应方法和鲁棒控制方法,为一类具有未知或不确定参数以及能量有限扰动的非线性系统设计了易于实现的标量控制;讨论了渔政船1500HP在小风浪作用下产生的弱混沌横摇运动,并将标量舵力矩控制律运用于舵减横摇鲁棒控制.仿真验证结果表明：加入舵减摇控制后,船舶抑制海浪扰动的能力较强,控制收敛的速度较快,并且不存在超调,船舶抑制横摇的过程比较平稳,有利于减摇过程中船上人员和设备的安全.此外,控制器的设计过程基于非线性时域模型,可以应用在其他类型船舶的舵减摇设计中.     

船舶减摇技术研究进展

综述船舶常用减摇装置的研究现状,指出单一减摇装置在功能上的局限性和大型船舶采用综合减摇装置的必要性,通过对目前出现的综合减摇装置和技术的研究现状分析,得出综合减摇装置的减摇性能远远好于单一减摇装置的性能,船舶减摇技术将来的主要发展趋势是大力发展综合减摇技术.     

鲁棒遗传算法设计

提出一种能直接处理单元噪声和多元噪声的鲁棒遗传算法 .此算法将噪声作为个体实际表现型的一部分 ,使噪声在个体进化中得到处理 ,文中给出了它的数理基础 .模拟实验表明 ,这一算法在发现鲁棒优化解方面具有较强能力 .     

应急物资多式联运鲁棒路径优化

为解决灾后应急物资多式联运路径优化问题,考虑到应急物资运输网络的不确定性,针对各种运输方式的发班时刻限制,建立了不确定环境下带班期限制的应急物资多式联运鲁棒路径优化模型。同时考虑到计算机求解的NP难问题,设计了大变异遗传算法以及自适应遗传算法进行求解,并通过数值案例,对两种算法的求解结果进行了对比分析。研究结果表明：本文所设计的模型及算法可在不确定环境下快速选择出一条时效性好、鲁棒性强的应急物资调拨路径。     

基于遗传算法的电梯群控鲁棒优化模型

针对电梯群控调度过程中交通流不确定的问题,建立了鲁棒优化模型,利用遗传算法对所建模型进行求解.对于不确定线性优化问题,研究了不确定集的选择以及模型鲁棒对等式转化方法.仿真实验中,利用电梯群控虚拟仿真环境对鲁棒优化调度算法在不同交通流下进行了验证.以300人/15 min的混合交通流模式为例,鲁棒优化算法的平均候梯时间比静态分区算法降低12.77 s;平均乘梯时间比最小等待时间算法降低9.7 s;电梯启停次数比静态分区算法少8次.实验结果表明,鲁棒优化调度算法对不同交通模式具有更好的适应性,可以减小交通流不确定性的影响,提高电梯群控调度性能.     

船舶自动舵鲁棒控制权函数综合选择方法

基于理论分析及船舶运动控制的特点，船舶自动鲁棒控制权函数的形式及有限个参数，然后根据实践经验给出其余参数的调整范围，总结出一整套有关权函数选择的规律性，打破了Ｈ∞控制中理论中理论严，权函数选择任意的常规。     

船舶航向/横摇鲁棒容错控制研究

为提高船舶航向/横摇控制系统的可靠性,改善系统故障情况下的容错控制效果,采用基于线性矩阵不等式(LMI)的鲁棒容错控制方法,对船舶航向/横摇系统进行容错控制研究.建立船舶航向/横摇耦合运动模型,分析故障导致的模型等效不确定性,通过定义广义干扰,将模型变换为适合于H2/H∞鲁棒容错控制设计的标准模型.设计系统的性能评价指标,求解鲁棒容错控制器,并进行仿真验证.结果表明,船舶航向/横摇鲁棒容错控制系统具有良好的容错性能.     

船舶减摇鳍系统变结构模糊自适应鲁棒控制

针对船舶减摇鳍控制系统,考虑到船舶在大风浪中运动时,系统模型不可避免地存在非线性和不确定性的影响。在假设系统不确定性函数结构未知的情况下,利用模糊系统对不稳定性函数进行逼近,将获得的模糊系统函数作为系统不确定性界函数,进而提出了船舶减摇鳍控制系统变结构模糊自适应鲁棒控制策略,该策略在确保系统的滑动模态超平面为渐近可达的前提下,在线对系统模型的控制增益参数和不确定性函数的界参数进行估计。经仿真试验表明,该控制策略对于船舶减摇鳍非线性控制系统是十分有效的,特别是鲁棒性能令人满意。     

航向保持系统简捷非线性鲁棒控制

为克服船舶航向保持控制系统中传统Backstepping设计方法易产生静差及设计过程过于复杂等不足,提出一种把带积分项的Backstepping方法与闭环增益成形算法相结合的简捷非线性鲁棒控制器设计方案.理论分析和系统仿真结果均表明,通过该方案设计出的控制器可使船舶航向零误差渐近稳定,同时设计过程简捷,控制器结构简单且具有较强的鲁棒性.     

离线方法与在线优化相结合的混合型鲁棒预测控制

通过加入自由摄动量和采用在线优化来扩大离线鲁棒预测控制的吸引域。当状态位于离线预测控制的吸引域之外时,在线求解简单的优化问题,得到一个较大的椭圆型吸引域;当状态位于这个较大椭圆型区域的外面时,在线求解1个标准的鲁棒预测控制问题,使得整个吸引域变为一个大得多的非椭圆型区域。提出的方法具有离线预测控制的所有优点,并且大范围地扩大了吸引域,给出仿真例子显示其效果。     

船舶减摇鳍系统的变结构自适应鲁棒控制

针对船舶减摇鳍控制系统,考虑到船舶在大风浪中运动时,系统不可避免地存在非线性和不确定性的影响。将作者提出的对于不确定非线性系统的变结构自适应鲁棒控制策略应用于船舶减摇鳍控制系统。经仿真试验表明。该控制策略对于船舶减摇鳍非线性控制系统是十分有效的,特别是鲁棒性能令人满意。     

舵的自适应时间最优控制设计

自动舵是船舶的必需设备,目前广泛使用的自适应舵大都以减小由操舵和偏航所产生的附加阻力为性能指标.作者提出一种以"时间最短"为性能指标的自适应舵设计方案,当船舶出现航向偏差时,该控制器控制舵叶使船舶在最短的时间内过渡到指定的航向.