基于层次分析法的船舶舵机等效性分析 被引量：12

1

作者 李冰 朱田 +1 位作者 张玉廷 李莉红 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期434-440,共7页

为了能够更好地检验所建立船舶舵-鳍-襟翼联合控制物理仿真系统的主舵(鳍)/翼舵(鳍)伺服系统在传动方式和驱动方式上与原型系统的相似程度,提出基于相似度原理对系统进行等效性分析的方法。并结合层次分析法原理研究了判断矩阵一致性修... 为了能够更好地检验所建立船舶舵-鳍-襟翼联合控制物理仿真系统的主舵(鳍)/翼舵(鳍)伺服系统在传动方式和驱动方式上与原型系统的相似程度,提出基于相似度原理对系统进行等效性分析的方法。并结合层次分析法原理研究了判断矩阵一致性修正的新方法,从而更好地确定了各子系统权重大小。最后以主舵/翼舵伺服系统为例,对船舶舵-鳍-襟翼联合控制物理仿真系统进行了等效性分析,证明了本文所提方法的可行性。 展开更多

关键词 层次分析法 相似度 船舶舵-鳍-襟翼联合控制系统 仿真系统 等效性分析

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浅谈提高长江船舶舵效的途径

2

作者 谢世平 《船海工程》 2001年第S1期94-95,100,共3页

长江航区航道复杂，对船舶舵效要求较高，提高长江船舶舵效的途径主要有：利用常规舵系统提高船舶舵效；利用特种舵系统提高船舶舵效；提高操纵人员的技术素质以保证舵效的发挥。

关键词 提高 船舶舵效 途径

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船舶舵轴轴承结构摩擦激振仿真分析 被引量：1

3

作者 张辉意 张宝情 +1 位作者 何海洋 黄亚农 《舰船科学技术》 2010年第11期137-141,共5页

为避开有关摩擦激振不一定正确的假设和机理,直接从润滑脂特性数据出发,采用分段插值方法对船舶舵轴轴承结构摩擦激振现象进行仿真研究。计算机模拟并预测了摩擦激振现象,分别从时域和频域分析了各参数对摩擦激振的影响,并建议通过适当... 为避开有关摩擦激振不一定正确的假设和机理,直接从润滑脂特性数据出发,采用分段插值方法对船舶舵轴轴承结构摩擦激振现象进行仿真研究。计算机模拟并预测了摩擦激振现象,分别从时域和频域分析了各参数对摩擦激振的影响,并建议通过适当增加阻尼、规避振动区域、改善低速性能等方式避免船舶舵轴轴承结构发生摩擦激振或减小摩擦激振的影响,为进一步研究奠定了基础。 展开更多

关键词 摩擦激振 仿真 船舶舵轴轴承

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船舶自动舵陆上仿真系统的研制 被引量：11

4

作者 周永余 陈永冰 +1 位作者 李文魁 周岗 《船海工程》 北大核心 2007年第1期118-121,共4页

介绍一种新颖的自动舵陆上仿真系统的设计方案、功能、特点及软件的设计特点,该系统采用数字模拟与物理模拟相结合的方法,解决了自动舵的陆上闭环工作及航向、舵角、航迹的动态仿真难题。

关键词 船舶自动舵 仿真 航向 舵角 航迹

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基于反馈线性化的船舶自动舵模糊滑模控制 被引量：6

5

作者 张元涛 石为人 +1 位作者 李建立 邱明伯 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2337-2341,共5页

针对船舶航向自动舵控制系统的非线性数学模型,应用基于微分几何的反馈线性化方法,将原非线性系统等价为完全可控型线性化模型,然后设计了滑模变结构控制器,并利用模糊控制器实现了滑模趋近律的参数自整定,设计方法简单可行。仿真结果表... 针对船舶航向自动舵控制系统的非线性数学模型,应用基于微分几何的反馈线性化方法,将原非线性系统等价为完全可控型线性化模型,然后设计了滑模变结构控制器,并利用模糊控制器实现了滑模趋近律的参数自整定,设计方法简单可行。仿真结果表明,所设计的模糊滑模控制器能够快速准确地跟踪设定航向,并对参数摄动和外界风浪干扰具有很强的鲁棒性,同时消除了系统的抖振现象,优于传统的滑模控制。 展开更多

关键词 船舶自动舵 反馈线性化 模糊控制 滑模控制 趋近律

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超大型双桨双舵船舶运动数学模型与虚拟仿真 被引量：12

6

作者 郭晨 焉丽飞 沈海青 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1976-1982 1988,1988,共8页

建立了常速域大洋航行工况下超大型双桨双舵集装箱船舶三自由度运动数学模型。讨论了该船舶模型的旋回试验和Z型试验仿真。将实际船舶操纵过程抽象化,应用虚拟现实技术建立船舶,舵轮、螺旋桨和舵叶局部三维实体模型,通过虚拟场景和响应... 建立了常速域大洋航行工况下超大型双桨双舵集装箱船舶三自由度运动数学模型。讨论了该船舶模型的旋回试验和Z型试验仿真。将实际船舶操纵过程抽象化,应用虚拟现实技术建立船舶,舵轮、螺旋桨和舵叶局部三维实体模型,通过虚拟场景和响应的三维模型来仿真显示船舶姿态和操纵的动态过程。基于Vega API,在MFC框架下,设计并完成大型双桨双舵船舶操纵运动虚拟仿真系统。所生成的船舶操纵仿真系统,可实现场景切换,环境切换、操纵方式切换以及视角切换等功能。可用以完成对船舶运动控制策略的仿真验证和控制算法优化。 展开更多

关键词 双桨双舵船舶 船舶运动 数学模型 虚拟现实 VEGA

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基于粒子群优化的船舶PID自动舵的改进 被引量：2

7

作者 刘宏达 李殿璞 马忠丽 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第S1期197-200,共4页

受生物免疫反馈过程的启发,利用模糊逻辑的适应性,提出一种模糊免疫PID控制策略,并以此对传统的PID型航向自动舵进行改进.用一种模糊控制器来模拟免疫系统中的反馈机理,以航行的经济性为目标,采用线性递减权值策略的全局PSO算法,对控制... 受生物免疫反馈过程的启发,利用模糊逻辑的适应性,提出一种模糊免疫PID控制策略,并以此对传统的PID型航向自动舵进行改进.用一种模糊控制器来模拟免疫系统中的反馈机理,以航行的经济性为目标,采用线性递减权值策略的全局PSO算法,对控制器进行参数优化.并对比2种采用免疫PID控制器的系统组成方案,指明适用于船舶航向控制的控制系统形式.实验仿真结果表明:该控制器能很好地根据船舶动态特性的变化,自动地进行适应性免疫调节,具有跟踪速度快、航向控制超调小以及抗扰性强等优点. 展开更多

关键词 粒子群优化 免疫机理 船舶自动舵 控制系统形式

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基于小生境免疫算法的船舶FNN自动舵设计 被引量：2

8

作者 刘宏达 马忠丽 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第S1期190-193,共4页

结合隔离小生境技术的特点和免疫遗传算法的全局收敛特性,提出一种基于小生境免疫遗传算法的模糊神经网络控制器优化设计方法,并将其用于船舶自动舵的设计.隔离小生境能有效解决局部和全局收敛的矛盾,可以解决船舶运动控制的FNN控制器... 结合隔离小生境技术的特点和免疫遗传算法的全局收敛特性,提出一种基于小生境免疫遗传算法的模糊神经网络控制器优化设计方法,并将其用于船舶自动舵的设计.隔离小生境能有效解决局部和全局收敛的矛盾,可以解决船舶运动控制的FNN控制器难于设计以及传统BP学习算法易于陷入局部收敛的不足.将神经网络结构辨识器作为船舶的辨识模型,船舶运动模型采用二阶非线性方程,模糊神经网络控制器为主控制器,对船舶航向运动控制系统进行仿真研究.结果表明,在船舶无干扰和存在随机干扰的情况下,由此设计的船舶自动舵控制系统均能使船舶转向控制无超调,跟踪快,与BP学习算法相比控制效果更趋于为理想,可以进一步提高航行的性能. 展开更多

关键词 小生境 免疫算法 模糊神经网络 船舶自动舵

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基于斜舵船舶减纵摇LQG控制 被引量：2

9

作者 孙宏放 张忠宝 赵希人 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1470-1473,1480,共5页

研究基于斜舵船舶减纵摇问题,建立了船舶基于斜舵纵向运动状态空间数学模型,用递推最小二乘法对海浪扰动进行建模.将扰动模型与原来的系统模型合并为新的系统模型,并引入白噪声作为系统干扰.对扩展后的新系统,运用线性二次高斯(LQG)控... 研究基于斜舵船舶减纵摇问题,建立了船舶基于斜舵纵向运动状态空间数学模型,用递推最小二乘法对海浪扰动进行建模.将扰动模型与原来的系统模型合并为新的系统模型,并引入白噪声作为系统干扰.对扩展后的新系统,运用线性二次高斯(LQG)控制方法计算出扩展Kalm an滤波增益阵和扩展随机最优控制增益阵.另外通过仿真给出了斜舵的倾斜角度对减摇效果的影响.仿真结果表明,基于斜舵利用经典的LQG控制方法实现船舶减纵摇控制是可行的. 展开更多

关键词 斜舵船舶 LQG控制 扩展随机最优控制 KALMAN滤波

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基于斜舵船舶减横摇LQG控制研究 被引量：1

10

作者 孙宏放 张忠宝 赵希人 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期503-506,共4页

研究基于斜舵船舶减横摇问题,建立了船舶基于斜舵横向运动状态空间数学模型,用递推最小二乘法对海浪扰动进行建模。将扰动模型与原来的系统模型合并为新的系统模型,并引入白噪声作为系统干扰。对扩展后的新系统,运用线性二次高斯(LQG)... 研究基于斜舵船舶减横摇问题,建立了船舶基于斜舵横向运动状态空间数学模型,用递推最小二乘法对海浪扰动进行建模。将扰动模型与原来的系统模型合并为新的系统模型,并引入白噪声作为系统干扰。对扩展后的新系统,运用线性二次高斯(LQG)控制方法计算出扩展Kalman滤波增益阵和扩展随机最优控制增益阵。另外通过仿真给出了斜舵的倾斜角度对减横摇效果的影响。仿真结果表明,基于斜舵利用经典的LQG控制方法实现船舶减横摇控制是可行的。 展开更多

关键词 斜舵船舶 LQG控制 扩展随机最优控制 KALMAN滤波

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BP神经网络和PID船舶自动舵控制方法 被引量：1

11

作者 张静文 张庆松 《舰船科学技术》 北大核心 2019年第16期124-126,共3页

船舶自动舵控制十分复杂,再加其它因素的干扰,使得单一神经网络或者PID控制无法对船舶自动舵进行高精度控制,而且船舶自动舵控制速度慢,为了改善船舶自动舵控制效果,利用BP神经网络和PID控制的优点,设计了BP神经网络和PID相融合的船舶... 船舶自动舵控制十分复杂,再加其它因素的干扰,使得单一神经网络或者PID控制无法对船舶自动舵进行高精度控制,而且船舶自动舵控制速度慢,为了改善船舶自动舵控制效果,利用BP神经网络和PID控制的优点,设计了BP神经网络和PID相融合的船舶自动舵控制方法。首先分析船舶自动舵控制原理,然后初始化PID参数的范围,并采用BP神经网络获取PID控制器的3个参数最优值,从而实现船舶自动舵控制,最后在Matlab平台实现了的船舶自动舵控制仿真模拟实验。结果表明,本文方法可以对船舶自动舵变化趋势进行很好的跟踪和控制,获得了高精度的船舶自动舵控制结果,而且船舶自动舵控制速度快,能够适合船舶自动舵的实时性变化特性,具有较强的抗干扰能力,具有一定的推广价值。 展开更多

关键词 船舶自动舵 PID控制器 实时性变化 抗干扰能力 BP神经网络

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船舶矢量舵减横摇控制系统 被引量：2

12

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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基于非线性反馈积分滑模控制的船舶航向自动舵设计 被引量：8

13

作者 辛博鹏 刘顺 Yutaka WATANABE 《中国航海》 CSCD 北大核心 2022年第1期63-65,72,共4页

为设计一种节能并且鲁棒性强的船舶航向保持控制器,将非线性反馈算法与积分滑模控制相结合,设计非线性反馈积分滑模控制器用于船舶航向保持。非线性反馈积分滑模控制器建立在积分滑模控制器的基础上,利用非线性函数处理反馈误差,从而达... 为设计一种节能并且鲁棒性强的船舶航向保持控制器,将非线性反馈算法与积分滑模控制相结合,设计非线性反馈积分滑模控制器用于船舶航向保持。非线性反馈积分滑模控制器建立在积分滑模控制器的基础上,利用非线性函数处理反馈误差,从而达到节能的作用。证明了积分滑模曲面的李雅普诺夫稳定性,并进行了仿真实验。从仿真结果可以看出,非线性反馈积分滑模控制在不影响航向保持精度的前提下,能够降低舵力,但是,船舶的横漂运动和转艏运动会受到影响。在设计非线性反馈积分滑模控制器的同时,分析了非线性反馈算法对船舶各状态的影响,对非线性反馈算法的进一步改进具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 积分滑模控制 非线性反馈算法 船舶航向自动舵 舵机节能

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无舵船舶航向自动控制系统研究 被引量：2

14

作者 彭宾 郭佩佩 +2 位作者 黄家怿 陈万云 陆开路 《现代农业装备》 2016年第3期45-49,58,共6页

针对现有航向控制系统结构复杂、技术要求高、造价昂贵,难以推广应用的缺点,本文提出了一种无舵船舶航向自动控制系统,包括GPS罗经、船舶控制装置、螺旋桨推进装置和转速传感器,通过精确控制左右对称安装的推进螺旋桨的转速平方差来控... 针对现有航向控制系统结构复杂、技术要求高、造价昂贵,难以推广应用的缺点,本文提出了一种无舵船舶航向自动控制系统,包括GPS罗经、船舶控制装置、螺旋桨推进装置和转速传感器,通过精确控制左右对称安装的推进螺旋桨的转速平方差来控制船舶航向。与传统的操舵系统相比,该系统受船舶航行速度的影响小,回转半径小,转向响应时间短。与回转式航向控制系统相比,该系统结构和操作简单,对外界因素影响的校正较简单,容易实现高精度控制。 展开更多

关键词 无舵船舶 航向控制 螺旋桨 转速平方差 精准控制

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利用航向舵减横摇控制研究 被引量：12

15

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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船舶航向非线性系统离散变结构控制 被引量：13

16

作者 宋立忠 宋金明 黄平 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2007年第4期54-58,共5页

基于非线性模型研究船舶航向自动舵的离散变结构控制设计问题。通过状态反馈精确线性化方法设计了二次型最优滑模面,采用离散趋近律方法求得变结构控制律。研究结果表明,所设计的离散变结构控制器能够快速准确地跟踪设定航向,并对参数... 基于非线性模型研究船舶航向自动舵的离散变结构控制设计问题。通过状态反馈精确线性化方法设计了二次型最优滑模面,采用离散趋近律方法求得变结构控制律。研究结果表明,所设计的离散变结构控制器能够快速准确地跟踪设定航向,并对参数摄动和外界风浪干扰具有很强的鲁棒性。 展开更多

关键词 船舶自动舵 离散变结构控制 精确线性化

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基于网络的船舶航向控制器设计 被引量：6

17

作者 冯宜伟 郭戈 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2010年第5期73-78,共6页

针对非线性船舶航向控制问题,基于Lyapunov稳定性理论,将网络控制技术融入到船舶自动舵控制器设计方法之中,利用网络化控制系统的稳定性分析方法,考虑船舶系统的实际特点,对船舶航向与控制问题进行研究,并设计一种新型自动舵控制策略.... 针对非线性船舶航向控制问题,基于Lyapunov稳定性理论,将网络控制技术融入到船舶自动舵控制器设计方法之中,利用网络化控制系统的稳定性分析方法,考虑船舶系统的实际特点,对船舶航向与控制问题进行研究,并设计一种新型自动舵控制策略.该控制策略计算量小,学习收敛速度快,控制性能良好,能较快地跟踪对象参数变化及适应船舶运行环境的改变.仿真结果不仅表明了这种控制策略能够提供较好的控制性能,而且其计算速度基本上可以满足船舶操纵实时控制的要求. 展开更多

关键词 船舶自动舵控制器 网络控制 非线性系统 稳定性

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海上航行船舶操纵的非线性鲁棒控制器设计(英文) 被引量：1

18

作者 王先洲 许汉珍 +1 位作者 孙江龙 冯大奎 《船舶力学》 EI 北大核心 2006年第6期35-42,共8页

提出了一种运用自抗扰控制理论设计的非线性鲁棒控制器。波浪干扰的影响通过一种简单的方法计算出来。同时从被有色噪声污染的航向测量中估计出了低频运动成分,这是应用海浪滤波技术做到的。在文中,一种扩张状态观测器被用作海浪滤波器... 提出了一种运用自抗扰控制理论设计的非线性鲁棒控制器。波浪干扰的影响通过一种简单的方法计算出来。同时从被有色噪声污染的航向测量中估计出了低频运动成分,这是应用海浪滤波技术做到的。在文中,一种扩张状态观测器被用作海浪滤波器。恶劣海况下的仿真结果表明该控制器对环境干扰和模型扰动具有很强的鲁棒性,同时避免了高频操舵。 展开更多

关键词 海浪干扰 白抗扰控制 船舶自动舵 海浪滤波器

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电动舵伺服系统指数趋近律分段滑模控制

19

作者 刘胜 战慧强 张兰勇 《控制工程》 CSCD 北大核心 2018年第8期1559-1566,共8页

针对船舶电动舵伺服系统在海浪等复杂不确定扰动环境中的位置控制问题,提出了改进型变增益指数趋近律分段滑模控制策略。由加速段、恒速段和减速趋近段组成的分段滑模控制器,实现了梯形速度分布模式,相比4个滑模面设计方法,降低了滑模... 针对船舶电动舵伺服系统在海浪等复杂不确定扰动环境中的位置控制问题,提出了改进型变增益指数趋近律分段滑模控制策略。由加速段、恒速段和减速趋近段组成的分段滑模控制器,实现了梯形速度分布模式,相比4个滑模面设计方法,降低了滑模面切换频率和系统运算量。采用改进型变增益指数趋近律,不仅实现切换项增益的自适应调整,而且较好平衡了滑模固有抖振和系统鲁棒性之间的矛盾。仿真和试验结果表明,相比经典PID控制和传统单段滑模控制,改进型变增益指数趋近律分段滑模控制在有扰情况下能够保持优越的动静态性能,具有非常好的抗干扰能力。 展开更多

关键词 船舶电动舵伺服系统 位置控制 分段滑模控制 改进型变增益指数趋近律

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DC-Ⅰ型磁罗经自动操舵仪样机技术鉴定会在沪举行

20

作者 于可 《渔业机械仪器》 1983年第3期17-17,共1页

上海航海仪器厂在上海渔轮厂等单位协助下,研制成我国首批 DC-Ⅰ型磁罗经自动操舵仪。今年4月在上海进行了样机枝术鉴定。会议由上海船舶工业公司主持。

关键词 自动操舵仪 船舶自动舵 DC 会议

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