| 【中文题名】 | 遥控靶船运动控制方法研究 |
| 【英文题名】 | Research on the Movement Control Methods of the Remote Control Target Ship |
| 【学科专业】 | 导航、制导与控制 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-8-21 |
| 【中关键词】 | 遥控靶船,航向控制,神经网络PID,突变理论,, |
| 【英关键词】 | Remote control target ship,Ship heading control,PID neural networks,Catastrophe control, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>远动技术>远动化系统>远距离控制和信号、远距离控制和信号系统> |
| 【论文摘要】 |
遥控靶船是和平年代不可缺少的训练用设备，它可以为海军打靶训练提供更加真实的环境，进一步提高海军的实战水平。由于在常规船舶运动控制方面有很多比较成熟的理论和成果，所以本论文对遥控靶船运动控制的研究可以借鉴常规船舶的一些理论和方法。
船舶航向控制器的设计是船舶运动控制领域内的重要研究课题之一，许多专家学者一直在致力于该方向的研究工作。在国内，大部分船舶航向控制器仍采用传统的PID控制方式。虽然PID控制算法具有结构简单易于实现的优点，但PID航向控制已经不能满足要求。而一些先进的控制算法在实际应用时不易实现。针对这一问题，本论文将PID神经网络控制算法应用于靶船的航向控制上，并对其不足的地方作了改进，仿真结果显示，控制效果有了较大改进，可以应用在靶船的航向控制上。
突变是控制系统中不可避免的现象，靶船由于其特殊性，其运动状态更是容易产生突变。本论文结合突变理论的知识，对靶船航行过程中的可能出现的突变现象进行了分析，然后尝试使用状态反馈突变控制法修改突变点，结论是这一突变点不能被修改。但由此进一步证明了靶船定航速直线航行时的临界稳定特性，也为突变理论在靶船航向控制上的应用打下基础。 |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
5-6 |
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ABSTRACT |
6-10 |
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第1章 绪论 |
10-21 |
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1.1 课题来源及意义 |
10-11 |
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1.2 常规船舶运动控制研究概况 |
11-15 |
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1.2.1 航迹保持方法 |
11-13 |
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1.2.2 自动舵简介 |
13-15 |
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1.2.3 国内外自动舵控制技术发展概况 |
15 |
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1.3 BP神经网络简介 |
15-18 |
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1.3.1 BP学习算法 |
16-18 |
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1.3.2 改进BP算法 |
18 |
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1.4 突变理论及突变控制简介 |
18-20 |
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1.5 本论文主要内容 |
20-21 |
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第2章 遥控靶船运动控制系统方案设计 |
21-29 |
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2.1 功能分析 |
21 |
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2.2 系统结构设计 |
21-26 |
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2.2.1 无线通信方案设计 |
22-23 |
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2.2.2 靶船遥控子系统方案设计 |
23-25 |
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2.2.3 遥控靶船船体子系统结构方案设计 |
25-26 |
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2.3 系统软件结构和功能分析 |
26-28 |
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2.3.1 靶船遥控子系统软件分析 |
26-27 |
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2.3.2 靶船船体子系统软件分析 |
27-28 |
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2.4 本章小结 |
28-29 |
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第3章 遥控靶船运动数学模型的建立 |
29-40 |
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3.1 遥控靶船运动数学模型 |
29-33 |
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3.1.1 坐标系与运动学变量 |
29-30 |
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3.1.2 平面内靶船操纵运动方程的建立 |
30-32 |
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3.1.3 Nomoto模型 |
32-33 |
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3.2 靶船航向控制的有关若干问题 |
33-35 |
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3.2.1 靶船的操纵性 |
33-34 |
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3.2.2 靶船操舵系统 |
34 |
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3.2.3 舵机系统的数学模型 |
34-35 |
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3.3 靶船运动干扰力的数学模型 |
35-38 |
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3.3.1 海风干扰分析 |
35-36 |
|
3.3.2 海浪干扰的数学模型 |
36-37 |
|
3.3.3 海流干扰的数学模型 |
37-38 |
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3.4 具有参数不确定性的靶船航向控制数学模型的建立 |
38 |
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3.5 本章小结 |
38-40 |
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第4章 基于BP神经网络的靶船航向控制器设计 |
40-66 |
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4.1 传统PID航向控制器设计 |
40-46 |
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4.1.1 PID控制算法 |
40-41 |
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4.1.2 PD型航向控制器设计 |
41-42 |
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4.1.3 PID航向控制器设计 |
42-43 |
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4.1.4 仿真分析 |
43-46 |
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4.2 靶船PIDNN航向控制器设计 |
46-56 |
|
4.2.1 PIDNN的特点和结构 |
46-48 |
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4.2.2 SPIDNN靶船航向控制器设计 |
48-55 |
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4.2.3 仿真分析 |
55-56 |
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4.3 调整算法的SPIDNN航向控制器设计 |
56-58 |
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4.3.1 问题分析 |
56-57 |
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4.3.2 算法调整 |
57 |
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4.3.3 仿真验证 |
57-58 |
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4.4 改进算法的SPIDNN航向控制器设计 |
58-64 |
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4.4.1 智能积分的SPIDNN航向控制器设计 |
58-61 |
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4.4.2 分段积分的智能PID神经网络航向控制器设计 |
61-64 |
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4.5 对具有参数不确定性模型的仿真分析 |
64-65 |
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4.6 本章小结 |
65-66 |
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第5章 遥控靶船的航向突变分析与控制 |
66-73 |
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5.1 遥控靶船航向的突变分析 |
66-68 |
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5.1.1 遥控靶船航向控制的非线性模型 |
66-67 |
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5.1.2 突变模型建立 |
67 |
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5.1.3 突变分析 |
67-68 |
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5.2 遥控靶船的航向突变控制 |
68-72 |
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5.2.1 突变控制方法研究 |
69-70 |
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5.2.2 新突变点的建立 |
70-72 |
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5.3 本章小结 |
72-73 |
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结论 |
73-74 |
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参考文献 |
74-77 |
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攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
77-78 |
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致谢 |
78-79 |
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附录A Matlab仿真源程序 |
79-82 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.389575 |
