模糊滑模控制在船舶航向非线性系统中的应用
潜艇空间机动的多变量滑模模糊控制
不 了现 代潜 艇作 战 的要 求． 滑模 变 结 构控 制［ 具 ６
有 固有 的 稳 定 性 和 不 变 性 ， 干 扰 能 力 强 ， 需 要 抗 不
精确 的数学 模型 ； 模 糊 系统 是 一 个 万能 函数 逼 而
近器． 因此 ， 文应 用模糊 控制 （ Ｌ ） 本 Ｆ Ｃ 与滑模 控 制
１ ）输 入 、 出变量 及其 论域 输 根 据潜 艇操 纵 运动 实际 ， 分别 确定 输 入 与 输 出变 量 及其 论 域 如 表 １ 表 ２所 列． 、 ２ 语 言 变 量 及 其 论 域 的模 糊 子 集 划 分 该 ）
戴 余 良 ： ，３岁 ， 士 ， 教 授 ， 男 ４ 博 副 主要 研究 领 域 为 船 舶操 纵 运 动 建 模 、 能 控 制 与 实 时仿 真 、 拟 现 实 研 究 智 虚 国 防 预研 基 金 项 目资 助 （ 准 号 ： １ １０ １ ５ 批 ５４ ４ ３ ０ ）
中图法分类号 ： ６．２ Ｕ６ ４ ８ Ｄ ： ０ ３ ６ ／． ｓ ． ０ ６２ ２ ． ０ ９ ０ ． ０ ＯＩ １ ． ９ ３ ｊ ｉ ｎ １ ０ ～ ８ ３ ２ ０ ． ６ ０ ５ ｓ
目前潜艇运 动控 制 的主要 方式仍 然是 采用深
的性 能是 由边 界层 的厚 度 决定 的 ， Ｆ ＭＣ的边 而 Ｓ 界层厚 度在 切换 函数 Ｓ 糊 化 之 前 已被 确定 ． 模 为 了减轻 Ｓ ＭＣ中 由于 滑 动面 边 界层 引 起 的 系统性 能 的下 降 ， 在控制 过程 中 ， 据不 同 的情 况采用 不 根 同 的边 界 层 厚 度 ， 改 善 控 制 系 统 的 性 能 ， 来 而
函数． １ ２ 滑 模 模 糊 航 向 、 度 及 纵 倾 控 制 器 设 计 ． 深
船舶航向控制中的一种模糊滑模控制器设计
模 糊 控 制 和 滑 模控 制 ，各 有 优 缺 点 ，有 某 种
相 似 之 处 ，又 有 互 补之 处 ，９ ０年 代 以来 ，专 家 学 者 就 结 合 二 者 进 行 了很 多研 究 工 作 ，在 很 多方 面
世纪 ８ ０年 代 中期 ， 理 论 引 起 了我 国 学者 的重 视 该 开始 ，到 如 今 ，经过 了 ４ ０多 年 的 发展 ，已形 成 了
ｖｒ ｙ ｔｅａ ｖ ｎ ｅｏ ｅ ｕｚ ｌ ｉｇ ｍｏ ｅｃ ｎｒ ｌ ｅ ｉｅ Ａ ｅｓｍｅ ｔ ｅｗｅａ ｐｙｔｅ ｕ ｚ ｏ ｔ ｌ ｅｉ ｈ ｄ ａ ｃ ｆｔ ｚｙ ｓ ｄｎ ｄ ｏ ｔ ｖｃ ． ｔ ｈ ａ ｉ ｐ ｌ ｈ ｚｙｃ ｎｒ ｆ ｈｆ ｉ ｏｄ ｔ ｍ ｆ ｏ ｄ ｖｃ ｅｃ ｕ ｓ ｏ ｔ ｌｆｓ ． ｅ ｆｅ ｔ ｅ ｅｓ ｆ ｈ ｅｉｎｉ ｖｒ ｉ ｙｃ ｍ ｕｅ ｍｕａｉｎ ｅ ｉｅ ｏｔ ｏ ｒｅｃ ｎｒ ｔ ｈ ｏ ｏ ｈ Ｔ ｃｉ ｎ ｓ ｅ ｓ ｅ ｉｅ ｂ ｏ ｐ ｔｒ ｉ ｌｔ ． ｈ ｅ ｖ ｏｔ ｄ ｇ ｓ ｆ ｄ ｓ ｏ
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、 １ ７ Ｎ ． ２ ０ ．１１ ， ． ｏ６ ０ ７１／２ ｏ２
船 电技术
２０ ０ ７年
第 ６期
船 舶航 向控 制 中的一种模 糊滑模 控制器 设计
陈瑜 吴汉松 宋立忠
４０３） ３ ０ ３ （ 军工程 大学 电气与 信息 工程 学院 武 汉 海 摘
关键词 ：变 结构控 制 中图分 类号 ：Ｔ ７ Ｍ５ １
模 糊滑模
舰 船航 向 仿 真分 析 文 章编号 ： １０ 。８ ２ （ ０ ７ ６０ ４ ．４ ０ ３４ ６ ２ ０ ）０ 。３ ７０
文 献标识 码 ：Ａ
针对部分模糊非线性系统的滑模控制研究
针对部分模糊非线性系统的滑模控制研究随着科技的不断发展和应用的深入，非线性系统已经成为现代控制系统中不可或缺、越来越重要的一种形式。
非线性系统因为其本身的特性和动力学方式，带有一些线性系统所不具备的特殊性质，这些特殊性质增加了系统建模和控制的难度。
通常来说，非线性系统模型的复杂性是由于模型中各种未知非线性函数、未知参数和之间相互作用所导致的。
这些复杂特性对控制器的要求极高，传统线性控制方法已经无法胜任。
因此，针对部分模糊非线性系统的滑模控制研究早已成为控制领域研究的热点和难点。
一、什么是滑模控制滑模控制(SMC)是控制系统中一种常用的非线性控制方法，可以对非线性动态系统产生鲁棒性，从而提高系统的稳定性、精度和鲁棒性等指标。
滑模控制方法的目标是建立一个表面(滑模面)，使系统状态在该表面上滑行，以避免非线性、不确定因素对系统的影响。
滑模控制的核心思想是在系统状态反馈控制中引入“滑模面”，从而实现抑制系统干扰和抖动的目的。
通过设计合适的控制器，将系统状态保持在滑动模式下，在滑动模式下，快速抑制系统干扰和不确定因素。
二、滑模控制在非线性动态系统中的应用目前，滑模控制方法已经被广泛应用于非线性动态系统的建模和控制中。
其中，针对各种不同的非线性系统模型，滑模控制方法具有无可替代的优势。
滑模控制在非线性系统中的应用，主要有以下几个方面：1、系统非线性鲁棒控制对于部分非线性系统而言，系统动力学方程模型中存在未知的非线性函数和/或未知的参数。
针对这种情况，滑模控制方法可以采用滑动表面设计的方法，通过引入附加的滑动模态变量进行非线性问题的消除和抵消，从而实现非线性控制约束的鲁棒性。
2、系统自适应鲁棒控制在一些复杂非线性系统中，系统内部的动态特性存在着复杂循环、周期性变化，导致系统的建模和控制难度极大。
其中，滑模控制既可以设计鲁棒的滑动表面，同时也可以引入自适应控制策略，使系统的控制性能一直保持在一定的精度要求范围内，实现协调性和稳定性的平衡。
模糊控制在船舶航速仿真系统中的应用
模糊控制在船舶航速仿真系统中的应用刘西全【摘要】利用Matlab建立船舶推进系统的仿真模型,采用传统的PID算法,并利用Fuzzy logic工具箱对PID参数进行优化,对某船航速控制系统进行仿真分析.为反映船舶真实营运情况,分别对船舶在无干扰、加入5％、10％及20％干扰情况下的航速及螺旋桨转速等参数进行仿真分析.仿真结果显示此智能方法优化PID参数用在船舶航速控制系统仿真上是完全可行的.【期刊名称】《船海工程》【年(卷),期】2013(042)002【总页数】4页(P51-54)【关键词】模糊控制;船舶;航速;仿真【作者】刘西全【作者单位】青岛港湾职业技术学院,山东青岛266404【正文语种】中文【中图分类】U662.9;TP273.4船舶航速的变化，归根结底是船舶主机的转速变化，船往往是浮在水面或潜在水中并活动于不同地区，在任何时刻，它都受到风浪、水浪等环境的直接影响，要求用人工来保持航速不变，这是不容易做到并做不好的。
为此，建立船舶推进系统的仿真模型，利用Fuzzy logic工具箱对PID参数进行优化，采用Matlab软件对某护卫舰航速控制系统进行仿真分析。
1 模糊自适应PID控制系统1.1 模糊控制的基本原理模糊控制的基本原理见图1。
图1 模糊控制原理其核心部分为模糊控制器，如图中点划线框中所示。
模糊控制器的控制规律由计算机的程序实现。
实现模糊控制算法的过程描述如下。
计算机经中断采样获取被控制量的精确值，然后将此量与给定值比较得到误差信号E，一般选误差信号E作为模糊控制器的一个输入量。
把误差信号E的精确量进行模糊化变成模糊量。
误差E的模糊量可用相应的模糊语言表示，得到误差E的模糊语言集合的一个子集e(e是一个模糊矢量)，再由e和模糊控制规则R(模糊算子)根据推理的合成规则进行模糊决策，得到模糊控制量u。
1.2 模糊PID控制1.2.1 模糊自适应整定PID控制原理自适应模糊PID控制器以误差e和误差变化ec作为输入量，可以满足不同时刻的e和ec对PID参数自整定的要求。
船舶航向非线性反演自适应滑模控制
船舶航向非线性反演自适应滑模控制王仁强;陈进涛【摘要】为实现船舶在大幅度改向操纵运动中航向准确快速跟踪控制,采用Bech 船舶操纵运动数学模型精确描述船舶运动性能.考虑到船舶运动中固有的非线性、模型不确定性和风、浪、流等干扰影响,设计一种船舶航向非线性自适应滑模控制器.利用反演法将滑模控制技术与自适应控制技术相结合设计航向改变控制算法,借助Lyapunov稳定性定理证明控制系统渐近稳定,并进行船舶航向控制仿真.仿真结果表明,本文所设计的船舶航向改变控制器性能优良,控制舵角合理,控制输出航向对本船参数摄动及外界干扰不敏感,具有较强的鲁棒性.【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2014(036)003【总页数】4页(P136-138,142)【关键词】Bech模型;反演法;自适应;Lyapunov;滑模控制【作者】王仁强;陈进涛【作者单位】江苏海事职业技术学院航海技术系,江苏南京211170;江苏海事职业技术学院航海技术系,江苏南京211170【正文语种】中文【中图分类】U666.153船舶运动具有大惯性、大时滞、非线性等特点，船舶在海上航行时经常会受到风、浪等强干扰的影响，此时，传统的PID控制规律已不能较好地对船舶航向进行跟踪控制。
20世纪60年代诞生的滑模变结构控制理论[1]为船舶运动的非线性、不确定性控制提供了有效的解决方法，这种方法通过控制量的切换使船舶运动系统状态沿着滑模面滑动，使船舶运动系统在受到参数摄动和外界干扰时具有不变性。
然而，文献[2-5]都是基于2阶野本模型，该模型只适应于在平衡位置做小偏移的操纵运动，当船舶进行大幅度航向改变操纵时，2阶野本模型就不能够精确的描述船舶实际的运动性能。
鉴于此，本文采用适用范围更广的Bech模型[6]，在利用Lyapunov稳定性的基础上，结合变结构滑模控制强鲁棒性特点，利用反演设计方法设计一种船舶航向改变自适应滑模控制算法，从而实现船舶在大幅度改向操纵运动中航向准确快速跟踪控制。
模糊滑模控制的一种新方法
模糊滑模控制的一种新方法
张丽娟;刘玉燕;赵文杰;刘延泉
【期刊名称】《电力科学与工程》
【年(卷),期】2004(000)004
【摘要】模糊滑模控制是非线性控制的一个重要方法.它消除了滑模控制的抖动,但同时带来新的问题--静差.而且控制器在控制切换时动态性能与滑平面的选择有很大关系.由于以上问题的存在,基于模糊逻辑系统,用模糊控制器来逼近滑模控制律,同时为了保证逼近精度和模糊控制系统的稳定性,在设计中加入模糊监督控制器.再基于遗传算法对滑平面的特征常数λ寻优,目标函数是系统的误差和表征系统稳定性的一个新变量.这种方法减小了系统的稳态误差,加快了系统的响应速度.仿真结果表明了该方法的有效性.
【总页数】3页(P52-54)
【作者】张丽娟;刘玉燕;赵文杰;刘延泉
【作者单位】华北电力大学,自动化系,河北,保定,071003;华北电力大学,自动化系,河北,保定,071003;华北电力大学,自动化系,河北,保定,071003;华北电力大学,自动化系,河北,保定,071003
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
1.一种模糊滑模控制器在煤矿电力系统混沌振荡抑制中的应用 [J], 马鹏飞;马鹏程
2.船舶航向控制中的一种模糊滑模控制器设计 [J], 陈瑜;吴汉松;宋立忠
3.一种离散直接自适应模糊滑模控制 [J], 张晓宇;刘彬博
4.一种烧结终点模糊滑模控制策略及其在烧结过程中的应用 [J], 向齐良;吴敏;向婕
5.一种烧结终点模糊滑模控制策略及其在烧结过程中的应用 [J], 向齐良;吴敏;向婕因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
船舶航向非线性反演自适应滑模控制
关键 词 ： Ｂ ｅ ｃ ｈ模 型 ； 反演法； 自适 应 ； Ｌ ｙ ａ ｐ ｕ ｎ Байду номын сангаас ｖ； 滑 模 控 制
中 图分类号 ： Ｕ ６ ６ ６ ． １ ５ ３
文献标 识 码 ： Ａ
文章 编号 ： １ ６ ７ ２— ７ ６ ４ ９ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ３— ０ １ ３ ６— ０ ３ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ４ ０ ４ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２— ７ ６ ４ ９ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ３ ． ０ ２ ８
Ｓｈ ｉ ｐ ｃ ｏ ｕ ｒ ｓ ｅ ｎ ｏ ｎ ｌ ｉ ｎｅ ａ ｒ ａ ｄ ａ ｐｔ ｉ ｖ ｅ ｓ ｌ ｉ ｄｉ ｎｇ ｍｏ ｄｅ ｃ ｏ ｎｔ ｒ ｏ ｌ ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｂ ａ ｃ ｋｓ ｔ ｅ ｐｐ ｉ ｎ ｇ
Ｗ ＡＮＧ Ｒ ｅ ｎ — ｑ ｉ ａ ｎ ｇ ， ＣＨＥ Ｎ Ｊ ｉ ｎ — ｔ ａ ｏ
摘 要 ： 为实现船舶在大幅度改向操 纵运 动中航 向准确快速 跟踪控制 ， 采用 Ｂ ｅ ｃ ｈ船舶操 纵运动 数学模 型精
确描 述船 舶 运 动性 能 。考 虑 到 船 舶 运 动 中 固有 的 非 线 性 、 模 型不 确 定 性 和 风 、 浪、 流等干扰影响 ， 设 计 一 种 船 舶 航 向 非 线性 自适 应 滑 模 控 制 器 。 利 用 反 演 法 将 滑 模 控 制 技 术 与 自适 应 控 制 技 术 相 结 合 设 计 航 向 改 变 控 制 算 法 ， 借 助 Ｌ ｙ ａ ｐ ｕ ｎ ｏ ｖ 稳 定 性 定 理 证 明控 制 系 统 渐 近 稳 定 ， 并 进 行 船 舶 航 向控 制 仿 真 。仿 真 结 果 表 明 ， 本 文 所 设 计 的船 舶 航 向 改 变 控 制 器性 能优 良 ， 控制舵角合理 ， 控 制 输 出航 向对 本 船 参 数 摄 动 及 外 界 干 扰 不 敏 感 ， 具 有 较 强 的鲁 棒 性 。
基于模糊滑模速度调节器的船舶推进电机矢量控制系统研究
基于模糊滑模速度调节器的船舶推进电机矢量控制系统研究唐文俊;李成阳
【期刊名称】《船电技术》
【年(卷),期】2024(44)4
【摘要】基于传统PI速度调节器的船舶推进电机矢量控制系统广泛应用于推进电机的转速调节,但是在推进负载受到外部扰动时,系统的动态响应速度和稳定性仍然不够理想。
本文提出一种基于模糊滑模速度调节器的新型船舶推进电机矢量控制系统,并在Matlab/Simulink中建立了模糊滑模速度调节器以及整个矢量控制系统的仿真模型。
仿真结果表明,和基于传统PI速度调节器的船舶推进电机矢量控制系统相比,采用该控制系统的异步电机在电机转速调节时拥有更快的响应速度和更小的超调量,并且对负载的转矩波动具有较强的鲁棒性。
【总页数】5页(P44-48)
【作者】唐文俊;李成阳
【作者单位】海装广州局驻广州地区第二军事代表室;武汉船用电力推进装置研究所
【正文语种】中文
【中图分类】U664.14
【相关文献】
1.基于滑模速度控制器的永磁同步电机矢量控制系统性能研究
2.基于模糊自适应速度调节器的异步电机矢量控制系统研究
3.基于滑模的感应电机无速度传感器矢量控制
4.基于滑模控制的永磁同步电机矢量控制系统研究与仿真
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非线性系统控制中的模糊滑模控制技术研究
非线性系统控制中的模糊滑模控制技术研究一、引言随着科技的不断发展，非线性系统在工业和科学领域中得到了广泛应用。
非线性系统控制是将一系列非线性物理系统的行为分析，并建立用于控制和优化特定过程的模型和方法。
在这些系统的控制中，模糊滑模控制成为一个有效的技术，能够有效地控制系统，并保证系统稳定性。
本文将探讨非线性系统控制中的模糊滑模控制技术，并重点关注该技术在工业和科学领域中的应用。
二、模糊滑模控制原理及研究1. 模糊控制模糊控制是一种智能控制方法，它通过将模糊规则运用到控制系统中来解决控制问题。
模糊控制一般用于具有模糊不确定性或者决策知识不充分的系统中。
模糊模型可以直接从控制过程中获取数据，并通过制定简单的规则来实现控制。
2. 滑模控制滑模控制是一种特殊的控制技术，可以用于稳定非线性系统。
滑模控制是基于系统动态行为的反馈控制方法，能够在保证系统稳定性的同时抑制噪声和干扰信号。
滑模控制采用滑模面实现控制目标，并通过切换控制策略来实现滑模面的追踪。
3. 模糊滑模控制模糊滑模控制是模糊控制和滑模控制的结合体。
除了采用模糊规则外，模糊滑模控制还可以增加滑模控制器，通过滑模面上的控制变量来控制非线性系统。
模糊滑模控制具有很强的鲁棒性和非线性控制能力，可适用于组合控制系统和大规模非线性控制系统。
4. 模糊滑模控制技术研究随着模糊滑模控制技术的发展，越来越多的研究人员将其应用于实际系统的控制和优化中。
例如，在工业自动化中，模糊滑模控制技术被广泛应用于机械臂、电机驱动系统和冶金过程。
此外，模糊滑模控制技术还可以用于行业控制中，如水资源管理和环境监测。
三、模糊滑模控制在工业中的应用1. 机械臂控制机械臂振动和不稳定性是机械臂控制中的主要问题。
模糊滑模控制可以在保持机械臂运动稳定性的同时控制机械臂的运动。
在此方法中，模糊技术用于分类机械臂状态，而滑模控制器用于控制机械臂轨迹。
这种方法不仅减少了振动，而且从容应对非线性系统中的噪声和干扰。
模糊控制理论在船舶操纵中的应用
模糊控制理论在船舶操纵中的应用
张一鸣
【期刊名称】《舰船科学技术》
【年(卷),期】2022(44)8
【摘要】为使船舶行进水动力与预设动力数值曲线较好贴合,针对模糊控制理论在船舶操纵中的应用情况展开研究。
按照模糊滤波监测器的运行原理,建立完整的船舶航向控制表达式,再根据浆力操纵量指标、舵力操纵量指标的数值计算结果,构建标准的船舶操纵运动模型,完成对模糊控制理论在船舶操纵中应用情况的研究。
实验结果表明,模糊控制理论能够促使船舶行进水动力数值与预设动力数值曲线更好贴合,与变论域模糊控制技术相比,更符合稳定操纵船舶的实际应用需求。
【总页数】4页(P60-63)
【关键词】模糊控制理论;船舶操纵;滤波监测器;浆力操纵量;舵力操纵量;行进水动力
【作者】张一鸣
【作者单位】江苏海事职业技术学院航海技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】U661.33
【相关文献】
1.模糊控制理论在驾驶员—汽车—环境闭环系统操纵稳定性研究中的应用
2.模糊推理在船舶操纵运动时间序列预报中的应用
3.模糊控制理论在船舶辅机中的应用
4.
模糊关联挖掘算法在船舶操纵运动模型中的应用5.自适应模糊控制在船舶操纵中的应用
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第３ ３卷 第 １ 期
２１ ０ ０年 ３月
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ＮＡＶＩ ＧＡＴ１ ０Ｎ ０Ｆ ＣＨＩ ＮＡ
文童 编 号 ： Ｏ Ｏ ６ ３ ２ １ ） １ ０ １ ４ １ Ｏ ～４ ５ （ ０ ０ Ｏ —０ ６ —０
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中图 分 类 号 ： ６ ； ２ ３ Ｕ６ ４ ＴＰ ７ 文献标志码 ： Ａ
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模糊 滑模 控 制在 船舶 航 线性 系统 中的应 用 向非
袁 雷 ， 吴 汉松 ， 宋立 忠
（ 军工程 大学 电气与 信息工 程学 院 ， 北 武 汉 ４ ０ ３ ） 海 湖 ３ ０ ３
摘 要 ： 对一 类 不 确 定 的 非 线性 系统 ， 针 把模 糊 白适 应 和 滑 模 控 制 相结 合 ， 设计 了 一 种 积 分 滑 模 控 制 器 。该 方 法 采
用 模 糊 逻 辑 逼 近 非线 性 函数 ， 且 为 了消 除 常 规 滑模 控 制 器 被 跟 踪 信 号 及 其 导 数 已 知 的 限制 ， 滑 模 控 制 中 引 入 并 在 了积 分 项 ； 于 Ｌ ａ ｕ ｏ 基 ｙｐ ｎ ｖ方法 导 出在 线 调 节 的 切 换 增益 自适 应 律 ， 效 的克 服 了 系 统 固 有 的 抖 振 问 题 。 理 论 分 析 有
证 明 了闭 环 系统 的稳 定 性 和 跟 踪 误 差 收敛 于零 的某 邻 域 内 。用 该 控 制 器 对 船 舶 航 向进 行 跟 踪 控 制 的仿 真 研 究 结 果 表 明 ： 控 制 器 具 有较 强 的鲁 棒 性 和 较 好 的 跟 踪性 能 。 该 关 键 词 ： 舶 、 船 工 程 ； 线 性 系 统 ； 分 滑 模 控 制 ； 舶 运 动 航 向控 制 船 舰 非 积 船