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船舶航向不对称信息理论与非线性逆推鲁棒控制算法

张显库 郭晨 杜佳璐

张显库, 郭晨, 杜佳璐. 船舶航向不对称信息理论与非线性逆推鲁棒控制算法[J]. 交通运输工程学报, 2006, 6(2): 47-50.
引用本文: 张显库, 郭晨, 杜佳璐. 船舶航向不对称信息理论与非线性逆推鲁棒控制算法[J]. 交通运输工程学报, 2006, 6(2): 47-50.
ZHANG Xian-ku, GUO Chen, DU Jia-lu. Asymmetric information theory and nonlinear backstepping robust control algorithm of ship navigation[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2006, 6(2): 47-50.
Citation: ZHANG Xian-ku, GUO Chen, DU Jia-lu. Asymmetric information theory and nonlinear backstepping robust control algorithm of ship navigation[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2006, 6(2): 47-50.

船舶航向不对称信息理论与非线性逆推鲁棒控制算法

基金项目: 

国家自然科学基金项目 60474014

高等学校博士学科点专项科研基金项目 20040151007

交通部基础研究项目 200432922504

详细信息
    作者简介:

    张显库(1968-), 男, 辽宁辽阳人, 大连海事大学教授, 工学博士, 从事船舶运动控制研究

  • 中图分类号: U661.334

Asymmetric information theory and nonlinear backstepping robust control algorithm of ship navigation

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  • 摘要: 应用不对称信息理论和鲁棒控制算法简化非线性逆推算法, 针对非线性船舶航向保持系统, 设计了其Backstepping逆推控制器, 由非线性函数项和常规线性控制器组成, 将简化的Back-stepping法与闭环增益成形算法相结合, 设计其非线性鲁棒控制器。通过非线性鲁棒控制器的控制能够使船舶无超调、无静差地跟踪设定航向, 调节时间为600 s, 符合船舶航行的实际情况, 控制效果良好; 当系统增加干扰后, 系统的控制输出除了因干扰产生的抖动外, 其跟踪性能仍然较好, 航向输出无静差, 说明控制器具有一定的鲁棒性; 是否全部对消非线性项, 对其控制效果相差不大, 说明当模型发生参数摄动时, 系统的控制性能仍能保证。

     

  • 图  1  非线性PID控制Simulink模型

    Figure  1.  Simulink model of nonlinear PID control

    图  2  名义模型控制效果

    Figure  2.  Control effect of nominal model

    图  3  5级风时的控制效果

    Figure  3.  Control effect with beaufort scale 5

    图  4  不全消非线性项时的控制效果

    Figure  4.  Control effect without fully canceled nonlinear items

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  • 收稿日期:  2005-11-07
  • 刊出日期:  2006-06-25

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