恒向线航向和航程的精确计算

以地球椭圆体为基础,通过理论公式推导,得出了船舶东西向航行、南北向航行及其他航向航行时恒向线航线的航向和航程的精确计算数学模型,介绍了在各种情况下恒向线航向和航程的求取方法,航向以圆周法度量,航程统一到以法定海里为单位,并给出计算流程框图,便于计算机自动进行航迹推算,该航迹计算模型有较广泛的适用性,无论赤道一侧航行或跨赤道航行均能适用。     

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     

简化模糊控制器的设计

基于模糊控制原理,对传统模糊控制器进行了简化,以提高实时执行效率.采用三角形隶属函数,简化Larsen积运算和解析式模糊规则,检测输入语言变量的激活水平,仅对有效的模糊规则进行操作,从而降低内存消耗和计算量.小车倒立摆系统倒立摆角度控制的仿真试验证明了算法的有效性.     

不确定非线性系统变结构模糊自适应鲁棒控制

考虑一类不确定非线性系统的鲁棒控制器设计问题,在假设系统不确定性函数结构未知的情况下,利用模糊系统对不确定性函数进行逼近,将获得的模糊系统函数作为系统不确定性界函数。在此基础上,提出了一种变结构模糊自适应鲁棒控制算法,该算法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。最后以船舶减摇鳍非线性控制系统为例,进行了变结构鲁棒自适应模糊控制器的设计。仿真研究表明,所提出的算法是有效的。     

基于耗散理论的不完全驱动船舶直线航迹控制设计

将严格耗散的概念引入到船舶直线航迹控制系统中,研究了不完全驱动船舶在有外界干扰作用下的直线航迹鲁棒控制问题.基于耗散不等式,提出了一种鲁棒全局状态反馈控制器,使得所得闭环系统是严格耗散且全局渐近稳定的.同时,在有外界干扰作用下,该控制算法能够使得不完全驱动船舶全局最终镇定在一条设定直线上;当没有外界干扰时,又能够使得系统的状态(即横向位移、航向角和转首角速度)全局渐近稳定.计算机仿真结果验证了本文所提出的控制器的有效性.     

基于免疫算法和参考模型的船舶航向自动舵设计

为解决常规比例-积分-微分(PID)控制超调问题,将参考模型应用于船舶航向自动舵,提出一种模型参考跟踪的船舶航向PID控制算法,使船舶航向跟踪参考模型输出.针对自动舵参数整定问题,提出一种动态免疫克隆选择优化算法,在进化过程中动态改变种群规模、克隆规模和变异参数,从而加快全局搜索速度和提高局部搜索精度,保证控制器性能可靠;也可根据不同的性能指标要求,整定相应的控制参数.实船仿真试验表明,系统超调得到有效抑制,控制参数能根据需要自动调节,控制效果令人满意.     

模糊自适应鲁棒控制的耗散理论设计

针对一类非线性不确定连续系统,在用T-S模糊系统对未知函数进行逼近的基础上,利用系统的耗散理论,系统地提出了一种模糊自适应鲁棒控制算法的综合方法,所提出的算法不仅使自适应学习参数的数目减少至最低,便于工程实现,而且还确保闭环系统渐近稳定。最后以船舶减摇鳍非线性控制系统为例,进行了模糊自适应鲁棒控制器的设计,经仿真研究表明,所提出的算法是有效的。     

基于T-S模糊模型的混沌系统鲁棒控制器设计

研究具有参数不确定混沌系统基于T S(Takagi Sugeno)模糊模型的鲁棒控制器设计。首先利用IF THEN模糊规则把不确定非线性系统的状态空间分成不同的区域,构建具有参数不确定性的T S模糊模型;然后提出使得系统在平衡点渐近稳定的鲁棒模糊控制器设计。该方法通过解一组线性矩阵不等式分别设计局部控制器,通过并行分布补偿的方法设计T S模糊系统的鲁棒控制器,渐近稳定性的条件更为宽松,能够有效降低鲁棒控制器设计的保守性。最后以Lorenz混沌系统为例,研究混沌系统的鲁棒控制器设计,仿真研究结果表明所设计的鲁棒控制器对参数不确定Lorenz混沌系统具有良好的控制效果。     

船舶航向的变结构控制自动舵设计

对于线性系统,讨论了用二次型性能准则建立系统滑动模态超平面的方法,给出了一种变结构控制算法,进而利用野本方程,建立船舶航向控制系统的状态方程,在此基础上,进行了船舶航向的变结构控制自动舵设计,经过仿真试验证明,该算法是完全有效的,而且效果也十分良好。     

低速域船体流体动力的实用估算法

利用芳村给出的低速域船体流体动力的简单计算模型,在收集了１０多艘船舶斜航水动力系数试验数据的荐,采用多元线性回归分析法,提出了一种由船型参数求 速域船 流体动力的实用估算方法,为研制开发造离泊船舶操纵模拟器奠定了基础。