利用航向舵减横摇控制研究 被引量：12

1

作者 赵希人 唐慧妍 +1 位作者 彭秀艳 王宪荣 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期174-177,共4页

介绍利用航向舵减横摇的基本原理,建立船舶横向运动的系统模型及测量模型,基于有理谱理论,利用最小二乘法建立船舶受扰力及力矩的成形滤波器及状态方程,利用卡尔曼滤波对扩展系统状态进行最优估计,以二次型性能为指标构造随机最优控制... 介绍利用航向舵减横摇的基本原理,建立船舶横向运动的系统模型及测量模型,基于有理谱理论,利用最小二乘法建立船舶受扰力及力矩的成形滤波器及状态方程,利用卡尔曼滤波对扩展系统状态进行最优估计,以二次型性能为指标构造随机最优控制律。在典型航行工况下进行了系统仿真,仿真结果表明,该方法可取得明显的减摇效果,其中减横摇效果可达70％以上,减艏摇效果可达50％以上。因此该方法具有一定的实用价值。 展开更多

关键词 船舶舵 减横摇 卡尔曼滤波 随机最优控制

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舰船舵减横摇广义预测约束控制 被引量：1

2

作者 葛德宏 高启孝 +1 位作者 李安 陈永冰 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2009年第6期6-10,19,共6页

依据舵减摇状态空间模型,推导舵减横摇广义预测控制律,在舵角舵速约束的条件下,采用二次型规划计算控制量进行减横摇控制。对某一船舶在典型航行工况下进行了系统仿真,仿真结果表明,该方法不但可取得35%~45%的减摇效果,而且对横摇角速... 依据舵减摇状态空间模型,推导舵减横摇广义预测控制律,在舵角舵速约束的条件下,采用二次型规划计算控制量进行减横摇控制。对某一船舶在典型航行工况下进行了系统仿真,仿真结果表明,该方法不但可取得35%~45%的减摇效果,而且对横摇角速度与横摇角加速度也有40%左右的减小效果。 展开更多

关键词 舰船 舵减横摇 广义预测控制 约束

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基于细菌觅食算法的船舶舵减横摇PID控制器设计 被引量：13

3

作者 李晨 陈永冰 +1 位作者 李文魁 周岗 《船海工程》 北大核心 2020年第1期45-47,51,共4页

为解决传统舵减横摇PID控制器在外界环境变化时,控制参数不能实时调节,导致减摇效率降低的问题,将细菌觅食算法(BFO)与传统的PID控制结合,设计基于细菌觅食算法的船舶舵减横摇PID控制器(BFO-PID控制器),将船舶的实际船体参数引入到船舶... 为解决传统舵减横摇PID控制器在外界环境变化时,控制参数不能实时调节,导致减摇效率降低的问题,将细菌觅食算法(BFO)与传统的PID控制结合,设计基于细菌觅食算法的船舶舵减横摇PID控制器(BFO-PID控制器),将船舶的实际船体参数引入到船舶横摇运动控制系统中,通过仿真实验对比船舶在加入BFO-PID控制器前后船舶横摇角的变化,分析改进后的控制器对该型船舶舵减横摇的适用性,实验表明,运用改进后的舵减摇控制器,船舶在不同遭遇角下均具有较好的舵减摇效率,证明控制器改进的有效性,细菌觅食算法提高了舵减摇控制器的鲁棒性。 展开更多

关键词 舵减横摇 PID控制 细菌觅食算法

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船舶矢量舵减横摇控制系统 被引量：2

4

作者 刘胜 谭银朝 《舰船科学技术》 北大核心 2019年第7期76-82,共7页

针对未加装减摇装置系统的船舶的横摇运动问题,本文提出由舵和翼舵构成2个相对独立的矢量控制面减横摇稳定控制系统,建立了矢量舵控制力矩和扭矩与舵角、翼舵角的m阶回归模型,给出了拟合精度。设计了系统μ-鲁棒控制器,本系统能量最小... 针对未加装减摇装置系统的船舶的横摇运动问题,本文提出由舵和翼舵构成2个相对独立的矢量控制面减横摇稳定控制系统,建立了矢量舵控制力矩和扭矩与舵角、翼舵角的m阶回归模型,给出了拟合精度。设计了系统μ-鲁棒控制器,本系统能量最小指标下设计了基于改进遗传算法的舵角/翼舵角智能协调决策器。仿真结果表明,在保证航向控制精度同时,矢量舵减横摇μ-鲁棒控制系统能有效减小横摇,降低系统能耗,且增强了抗系统参数摄动的鲁棒性。 展开更多

关键词 船舶矢量舵 减横摇 μ-鲁棒控制器 智能协调决策器

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舵减横摇技术研究

5

作者 胡启庸 魏纳新 《舰船性能研究》 1996年第2期28-35,共8页

本文介绍舵减横摇的基本原理，控制器的设计方法以及船模和实船的舵减横摇试验结果。试验结果表明：在舵机速率为１０°／ｓ左右情况下。舵减横摇的减摇效率可达５０％以上。

关键词 舵减横摇 横摇稳定装置 船舶 操纵系统

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基于相位匹配的零航速减摇鳍控制策略研究 被引量：4

6

作者 梁利华 赵朋 +1 位作者 张松涛 苑佳 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期1539-1545,共7页

零航速减摇鳍常规减摇和零航速减摇两种模式下生力机理不同而导致控制策略不尽相同。本文从两种模式下生力机理出发,分析海浪干扰、船舶横摇、鳍的动作及鳍上产生的减摇力之间的相位关系,分别得出两种模式下反馈控制策略。通过与常规减... 零航速减摇鳍常规减摇和零航速减摇两种模式下生力机理不同而导致控制策略不尽相同。本文从两种模式下生力机理出发,分析海浪干扰、船舶横摇、鳍的动作及鳍上产生的减摇力之间的相位关系,分别得出两种模式下反馈控制策略。通过与常规减摇鳍控制方法对比,不仅验证了所得常规减摇模式下的控制策略的正确性,而且也验证了相位匹配分析方法的适用性;而零航速减摇模式下的控制策略则通过仿真和水池试验进行验证。结果表明:基于相位匹配得到的零航速减摇鳍的控制策略是有效且实用的,可为实际工程应用提供参考。 展开更多

关键词 相位匹配 零航速 减横摇 减摇鳍 控制策略 水动力特性 数值仿真 水池实验

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渔船横摇减摇装置——舭龙骨 被引量：3

7

作者 段祥云 段学民 《河北渔业》 1998年第3期26-28,共3页

渔船在风浪中过大的横摇,会给船舶的使用性能造成一系列有害的影响。舭龙骨即是减小横摇的重要装置。某些沿海小船厂不重视舭龙骨的相关问题,致使船在航行时摇摆性能差,甚至引发事故,因此合理地选择舭龙骨尺寸及安装位置非常重要。

关键词 渔船 横摇减摇装置 舭龙骨

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基于最优控制的舵鳍联合减摇性能指标函数的分析研究 被引量：4

8

作者 邹令辉 周岗 +2 位作者 李文魁 陈永冰 殷波兰 《舰船科学技术》 北大核心 2018年第4期17-21,共5页

针对船舶舵鳍联合减摇控制中如何调整控制参数适应外部海况变化的问题,基于最优控制理论,对船舶运动的三自由度模型设计了舵鳍联合减摇最优控制器,重点研究了如何选择性能指标函数的问题,并通过数字仿真得到了权矩阵参数影响控制器减摇... 针对船舶舵鳍联合减摇控制中如何调整控制参数适应外部海况变化的问题,基于最优控制理论,对船舶运动的三自由度模型设计了舵鳍联合减摇最优控制器,重点研究了如何选择性能指标函数的问题,并通过数字仿真得到了权矩阵参数影响控制器减摇性能的规律。 展开更多

关键词 舵鳍联合 最优控制 减横摇 船舶工程

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基于硬件在环的舵鳍联合减摇实验系统设计

9

作者 宰德广 周岗 +2 位作者 邹令辉 陈永冰 李文魁 《船海工程》 北大核心 2019年第4期127-130,共4页

针对在实验室条件下如何验证船舶舵鳍联合减摇控制器性能和效果的问题,设计并构建基于Matlab/Simulink环境下的硬件在环仿真实验系统。该系统采用实际装备中的控制器,并在控制器中编写船舶航迹保持控制算法及舵鳍联合减摇的最优控制算法... 针对在实验室条件下如何验证船舶舵鳍联合减摇控制器性能和效果的问题,设计并构建基于Matlab/Simulink环境下的硬件在环仿真实验系统。该系统采用实际装备中的控制器,并在控制器中编写船舶航迹保持控制算法及舵鳍联合减摇的最优控制算法,利用实际的物理信号进行实时通信,完成半实物仿真实验,结果表明,该实验系统能够实现舵鳍联合减摇的模拟仿真,舵鳍联合减摇控制算法有效可行。 展开更多

关键词 硬件在环 实验仿真 舵鳍联合 减横摇 航迹控制

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基于升摇效果分析新型船舶舵减摇潜力

10

作者 李晨 陈永冰 +1 位作者 李文魁 周岗 《舰船科学技术》 北大核心 2020年第15期69-73,共5页

为探究某新型船舶的舵减摇潜力,将该船舶的实际船体参数引入到船舶运动模型中,通过建立的Matlab仿真平台进行模拟仿真,观察船舶在不考虑海浪等环境干扰情况下,不同摆舵幅度和操舵频率对船舶横摇角的影响。根据横摇角的变化特点设计实验... 为探究某新型船舶的舵减摇潜力,将该船舶的实际船体参数引入到船舶运动模型中,通过建立的Matlab仿真平台进行模拟仿真,观察船舶在不考虑海浪等环境干扰情况下,不同摆舵幅度和操舵频率对船舶横摇角的影响。根据横摇角的变化特点设计实验方案,探究该新型船舶在舵速限制下能产生的最大横摇角,分析船舶具备的舵减摇潜力。根据实验可知,通过合理的操舵策略,该船舶能够产生较大的横摇角,具备较好的舵减摇潜力。 展开更多

关键词 舵减横摇 升摇能力 摆舵幅度 摆舵频率 舵速

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船舶横向运动多变量随机控制研究 被引量：3

11

作者 赵希人 唐慧妍 +1 位作者 彭秀艳 王宪荣 《船舶力学》 EI 2004年第5期35-41,共7页

本文基于多变量随机最优控制理论研究船舶横向运动多变量随机控制规律。文中提出两种控制规律,一种是次优控制规律,该方法简单实用但控制性能较差,另一种是最优控制规律,该方法是利用成形滤波器将有色干扰白化,并将系统模型扩充而实现的... 本文基于多变量随机最优控制理论研究船舶横向运动多变量随机控制规律。文中提出两种控制规律,一种是次优控制规律,该方法简单实用但控制性能较差,另一种是最优控制规律,该方法是利用成形滤波器将有色干扰白化,并将系统模型扩充而实现的,这需要对扰动进行估计建模,因而算法上较复杂,但控制性能较前者高。文中针对典型的船舶模型及航行工况进行了大量的仿真,给出仿真结果,并对两种方法进行了比较。在减少横摇角、横摇角速度、艏摇角、艏摇角速度及横荡速度方面,次优控制可取得20%-50%的效果,但横荡位移增加了14%。最优控制可取得60%-78%的效果,但横荡位移增加了6%。在实际应用时,可按船舶实际情况选用其中一种控制规律。 展开更多

关键词 船舶 横向运动 多变量随机控制 航向舵 减横摇 成形滤波器 卡尔曼滤波

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舵鳍联合动态校正最优控制自航船模试验研究 被引量：1

12

作者 任元洲 郭建 +2 位作者 王亚森 刘浩 郭亦平 《舰船科学技术》 北大核心 2022年第14期52-56,共5页

针对船舶减横摇控制问题,本文基于自航船模水动力模型,采用动态校正的最优控制原理,建立随航速自动调度的最优舵速和鳍速状态反馈最优控制器、状态观测器和动态校正器,以某型自航船模为应用对象,完成了恶劣海况下的水池试验验证。试验... 针对船舶减横摇控制问题,本文基于自航船模水动力模型,采用动态校正的最优控制原理,建立随航速自动调度的最优舵速和鳍速状态反馈最优控制器、状态观测器和动态校正器,以某型自航船模为应用对象,完成了恶劣海况下的水池试验验证。试验结果表明,与舵-航向控制和鳍-减横摇分别控制算法相比,提出的舵鳍联合最优控制算法,在保证航向控制性能指标的同时,可提高机动航行的横倾控制能力和恶劣海况下的减横摇控制效果。 展开更多

关键词 减横摇 舵鳍联合 自航船模 最优控制 动态校正

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顺馈-反馈技术在船舶姿态控制中的应用 被引量：1

13

作者 袁赣南 谭佳琳 周颋 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第17期5524-5527,5531,共5页

重点研究了两对鳍的船舶减摇模型的控制优化问题。现有的两对鳍船舶减摇模型中,前鳍对后鳍的严重的水动力干扰问题一直没有得到有效的解决。根据无干扰后鳍静态水动力特性曲线,对后鳍随动系统进行了改进,提出基于顺馈-反馈控制的两对鳍... 重点研究了两对鳍的船舶减摇模型的控制优化问题。现有的两对鳍船舶减摇模型中,前鳍对后鳍的严重的水动力干扰问题一直没有得到有效的解决。根据无干扰后鳍静态水动力特性曲线,对后鳍随动系统进行了改进,提出基于顺馈-反馈控制的两对鳍船舶减摇控制的优化模型,并通过simulink对两对鳍的船舶减摇控制优化模型进行了计算机仿真。仿真结果表明,该方法有效补偿了后鳍有效鳍角的损失,提高了后鳍的升力,使后鳍升力在有无前鳍干扰时保持了一致,有效的解决了前鳍对后鳍的严重水动力干扰问题。 展开更多

关键词 两对鳍系统 横摇减摇 顺馈-反馈控制 SIMULINK仿真

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两对鳍系统优化控制方法的研究 被引量：1

14

作者 陈放 许叙遥 +1 位作者 金鸿章 姜述强 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 2004年第4期429-433,439,共6页

重点研究了前后两对鳍系统的控制优化问题。针对目前应用的两对鳍系统中控制器不能控制前后鳍总的扶正力矩问题,根据无干扰后鳍静态水动力特性曲线将后鳍转角分为有效鳍角和无效鳍角,这样就将复杂的前鳍对后鳍水动力干扰问题映射为简单... 重点研究了前后两对鳍系统的控制优化问题。针对目前应用的两对鳍系统中控制器不能控制前后鳍总的扶正力矩问题,根据无干扰后鳍静态水动力特性曲线将后鳍转角分为有效鳍角和无效鳍角,这样就将复杂的前鳍对后鳍水动力干扰问题映射为简单可控的前鳍鳍角对后鳍有效鳍角干扰问题,在此分析基础上,对后鳍随动系统控制进行改进,实行复合控制来优化补偿后鳍有效鳍角的损失,提高后鳍的升力,使后鳍升力在有、无前鳍干扰时保持一致,优化控制后的控制器能够完全控制前后鳍合扶正力矩。同时,这一优化控制方法在两对鳍系统的设计安装也具有重大意义。 展开更多

关键词 两对鳍系统 横摇减摇 前馈控制

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