_船舶自动舵控制技术发展研究_船舶自动舵控制技术发展研究
船舶自动化控制技术研究
船舶自动化控制技术研究船舶在海上航行时需要面对很多的复杂环境和地理条件，对于品质和安全性的要求也越来越高。
为了满足这些需求，船舶自动化控制技术不断发展，逐渐取代了人工操控的方式，成为了船舶的主流控制方式。
一、自动化控制技术的作用在过去，船舶的驾驶控制主要仰仗船长和一些技术人员的经验和技能。
这种方式容易受到人为因素的影响，增加了事故的概率，也不利于工作效率的提高。
而自动化控制技术的作用就在于，通过电子技术等先进技术，实现了船舶控制系统与集中式控制器的相互协作。
这种方式可以远程监控船舶的状态和航行情况，更加精细化地掌控整个控制过程，从而有效提升了船舶的控制和管理效率。
二、技术创新和应用领域随着科学技术逐渐发展，自动化技术也在不断创新。
在船舶自动化控制领域，主要有以下几个技术应用：1.定位系统定位技术可以精确判断船舶的位置和航向，以及水深等信息。
通过地面和卫星站点采集的数据，可以高精度定位船舶位置，实现智能导航和调节。
2.轨迹规划技术轨迹规划技术可以为船舶自动控制提供指导，基于多个因素进行系统优化，实现船舶控制和优化。
3.低速船运输自动化技术在低速船运输中的应用逐渐得到推广。
该技术可以降低碳排放和经济成本，也可以提高指令的执行效率。
此外，在纳米材料技术、工业机器人技术、智能控制等方面的发展也将会对船舶自动化控制技术的不断升级提供支持。
三、安全性考虑和未来发展在船舶控制和管理的重要性核心要求安全性。
自动化控制技术的发展也需要考虑走安全的道路。
当前，船舶自动化控制技术的问题主要集中在故障检测、故障诊断和故障恢复上。
未来的技术研究需要更加深入地推进，解决这些问题，同时一定保障技术创新的可持续性和稳定性的平衡。
总而言之，科技不断发展，船舶自动化控制技术的应用也在不断提升。
这是未来的趋势和方向，技术经过不断改进，未来的发展前景必然更加广阔。
希望各个相关领域的人员，能够共同探究未来技术创新的每个方面，让这些技术不断推陈出新，实现对环境、社会和人类的普惠。
船舶舵轮系统的自动化控制策略研究
船舶舵轮系统的自动化控制策略研究导言：舵轮是船舶中非常重要的组件之一，它用于控制船舶的航向。
随着科技的发展和航运业的进步，舵轮系统的自动化控制策略变得越来越重要。
本文将探讨船舶舵轮系统的自动化控制策略研究，包括传统的PID控制和现代的模型预测控制等。
传统控制策略：PID控制PID（比例积分微分）控制是一种经典的控制策略，广泛应用于船舶舵轮系统的自动化控制中。
PID控制通过测量船舶的偏离角度，并与目标角度进行比较，实现对船舶舵轮的控制。
具体而言，PID控制根据偏离角度的大小来调整舵轮的活动范围，使船舶保持在预期的航向上。
尽管PID控制简单易行，但它对于系统动态性能的改善还存在一定的局限性。
现代控制策略：模型预测控制模型预测控制（MPC）是一种基于数学模型的控制策略，用于预测系统的未来行为并优化控制信号。
在船舶舵轮系统中，MPC通过建立船舶的数学模型，并使用该模型预测船舶在不同控制量下的响应。
然后，MPC计算出最优的控制信号，使船舶能够实现更快的响应和更好的航向控制。
与PID控制相比，MPC可以更好地解决系统的非线性和时变性，提高控制性能。
船舶舵轮系统的自动化控制策略研究的挑战：在研究船舶舵轮系统的自动化控制策略时，我们面临着诸多挑战。
首先，在设计自动化控制策略之前，我们需要充分了解船舶和舵轮系统的特性。
这包括船舶的动态响应、舵轮系统的非线性特性以及水流和风力对船舶舵轮的影响等。
其次，船舶舵轮系统的自动化控制需要考虑到不同的工况和环境条件，例如航速、船型和水深等。
只有充分考虑到这些条件，才能设计出更加稳定和可靠的自动化控制策略。
结论：船舶舵轮系统的自动化控制策略研究对于现代航运业的发展非常重要。
传统的PID控制策略可以很好地应用于船舶舵轮系统的自动化控制，而现代的模型预测控制策略则可以进一步提高控制性能。
然而，研究船舶舵轮系统的自动化控制策略仍然面临着挑战，包括对船舶和舵轮系统特性的充分了解以及考虑不同工况和环境条件等。
船舶自动化技术的前沿研究与展望
船舶自动化技术的前沿研究与展望在当今科技飞速发展的时代，船舶自动化技术正经历着深刻的变革和创新。
从船舶的导航与操控，到动力系统的优化，再到货物装卸的智能化，自动化技术在船舶领域的应用日益广泛和深入。
这不仅提高了船舶运行的效率和安全性，也为航运业带来了新的发展机遇和挑战。
船舶自动化技术的发展历程可以追溯到上世纪中叶。
早期的自动化主要集中在一些简单的机械控制和仪表监测方面，如自动舵和发动机转速控制。
随着电子技术和计算机技术的兴起，船舶自动化逐渐实现了数字化和智能化。
如今，船舶自动化已经涵盖了船舶的各个系统和环节，成为了一个高度集成的复杂体系。
在船舶导航与操控方面，卫星导航技术、雷达技术和自动避碰系统等的应用，大大提高了船舶的航行精度和安全性。
卫星导航系统能够为船舶提供高精度的位置、速度和时间信息，使船舶在茫茫大海中能够准确地按照预定航线行驶。
雷达技术则可以实时监测周围的船舶和障碍物，为船舶的避让和操纵提供重要依据。
自动避碰系统则能够根据雷达和其他传感器的数据，自动计算出最佳的避让方案，并控制船舶执行避让动作，有效地避免碰撞事故的发生。
动力系统的自动化优化是船舶自动化技术的另一个重要领域。
传统的船舶动力系统往往存在着能耗高、效率低等问题。
通过采用自动化控制技术，如智能调速系统和燃油喷射控制系统，可以实现对发动机的精确控制，提高燃烧效率，降低能耗和排放。
同时，船舶动力系统的自动化监控和故障诊断技术也能够及时发现潜在的故障隐患，提前采取措施进行维修和保养，确保动力系统的可靠运行。
船舶货物装卸的自动化也是当前研究的热点之一。
随着全球贸易的不断增长，船舶货物装卸的效率和安全性成为了影响航运业竞争力的关键因素。
自动化装卸系统可以实现货物的快速装卸和精准堆码，减少人工操作带来的误差和风险。
例如，自动化起重机和输送带系统能够根据货物的类型和重量，自动调整装卸速度和力度，提高装卸效率。
同时，货物装卸过程中的监控和管理系统也能够实时掌握货物的状态和位置，确保货物的安全运输。
现代船舶自动化控制技术的研究与应用
现代船舶自动化控制技术的研究与应用第一章引言随着现代技术的发展，船舶自动化控制技术在水上交通运输领域的应用越来越广泛。
现代自动化控制技术能够使得船舶能够自主运行，减轻船员的工作负担，提高运输效率和安全性。
因此，在航海领域，研究和应用现代自动化控制技术显得尤为重要。
本文将从以下几个方面详细探讨船舶自动化控制技术的研究与应用。
第二章船舶自动化控制技术的概述船舶自动化控制技术由船舶自动化管理系统、自主导航系统、舵机控制系统、锚泊系统、货物装卸系统等多个子系统组成。
其中，船舶自动化管理系统是整个自动化控制系统的核心。
船舶自动化管理系统可以实现对船舶航行、操纵、维修等方面的管理。
自主导航系统则能使得船舶实现自主航行，并通过对环境的检测和定位、速度控制等控制手段来确保航行安全。
舵机控制系统是船舶自动化控制技术应用最为广泛的子系统之一，通过电子控制来控制船舵的舵角，从而实现船舶的控制和转向。
锚泊系统则通过电子控制来控制和定位锚链，实现船舶的停放或锚泊。
货物装卸系统可以使得货物的自动装卸，从而节约人力资源，提高货物装卸效率。
第三章现代船舶自动化控制技术的应用随着船舶自动化控制技术的不断发展，越来越多的新技术和设备被应用到航海领域中。
例如，自动识别系统（AIS）可以对船舶进行全方位的监测，并且对周围环境进行实时反馈。
另一种应用非常广泛的技术是电子地图系统，可以让船员在船舶上实时查看地图和航线，更好地掌握船舶的位置和运行状态。
此外，还有无人机应用在航海领域，用于海洋监测和搜索救援等工作。
第四章现代船舶自动化控制技术的优点船舶自动化控制技术不仅可以提高航行安全性和效率，还可以减轻船员的工作负担。
无人船的出现更是能够使得航行过程更为安全，并且可以应用在一些危险环境下，从而保证船员的生命安全。
此外，船舶自动化控制技术还可以节约能源和成本，并且能够更加准确地控制船舶的航向和速度。
第五章现代船舶自动化控制技术的发展趋势随着船舶自动化控制技术的不断完善，越来越多的新技术和设备将会被应用在航海领域。
船舶自动化控制技术的前沿研究与应用
船舶自动化控制技术的前沿研究与应用在当今科技飞速发展的时代，船舶自动化控制技术正经历着前所未有的变革。
从提高航行安全性到优化能源利用效率，从增强船舶的运营管理到改善船员的工作环境，这一技术的前沿研究和广泛应用正在重塑航运业的面貌。
船舶自动化控制技术的核心在于实现对船舶各个系统的精确监测和智能调控。
过去，船员们需要时刻紧盯各种仪表和设备，手动操作以维持船舶的正常运行。
而如今，先进的传感器、计算机技术和自动化算法使得船舶能够自动感知周围环境、自身状态以及任务需求，并相应地调整航行参数和设备运行模式。
在船舶的动力系统方面，自动化控制技术的应用带来了显著的改进。
传统的船舶主机往往依靠船员根据经验来调节转速和功率输出，而现在通过智能化的控制系统，可以实时监测主机的工作状态，根据负载变化自动优化燃油喷射量和进气量，从而在保证动力输出的同时降低燃油消耗，减少尾气排放。
同时，对于船舶的电力系统，自动化控制能够实现对发电设备、配电网络和用电负载的精准管理，确保电力供应的稳定和高效。
导航与驾驶系统是船舶自动化控制的关键领域之一。
全球定位系统（GPS）、雷达、电子海图显示与信息系统（ECDIS）等技术的融合，使得船舶能够获取高精度的位置、速度和航向信息，并结合气象、海况等数据进行综合分析，自动规划最优航线。
自动驾驶系统可以根据设定的航线和航行规则，自动控制船舶的转向、速度和避让动作，大大减轻了船员的工作强度，提高了航行的准确性和安全性。
船舶的货物装卸和仓储管理也受益于自动化控制技术。
自动化的起重机、输送带和仓储系统能够根据货物的种类、数量和装卸顺序进行精确操作，提高装卸效率，减少货物损坏和丢失的风险。
同时，通过传感器和监控系统，可以实时掌握货物的存储状态和分布情况，为船舶的运营决策提供数据支持。
在船舶的安全监控方面，自动化控制技术发挥着至关重要的作用。
火灾报警系统、漏水监测系统、结构应力监测系统等能够实时感知潜在的安全隐患，并及时发出警报和采取相应的应急措施。
船舶自动化控制技术的应用与发展趋势
船舶自动化控制技术的应用与发展趋势在现代航海领域，船舶自动化控制技术的发展与应用正以前所未有的速度改变着航运业的面貌。
从船舶的航行操控到货物的装卸管理，自动化控制技术的身影无处不在，为提高船舶的运营效率、安全性和可靠性发挥着至关重要的作用。
船舶自动化控制技术在诸多方面都有广泛的应用。
首先是船舶的导航系统，它通过整合卫星定位、电子海图、雷达等多种信息源，能够为船舶提供精确的位置、航向和速度信息，帮助船员规划最佳航线，避开潜在的危险区域。
自动舵系统则根据导航系统的指令，自动调整船舶的舵角，保持船舶的稳定航行，减轻了船员的工作强度。
在动力系统方面，自动化控制技术实现了对船舶主机、辅机的智能监控和调节。
能够实时监测发动机的运行参数，如转速、油温、油压等，并根据负载变化自动调整功率输出，以达到最佳的燃油效率和排放性能。
同时，自动化的故障诊断和预警系统能够提前发现潜在的故障隐患，及时进行维修和保养，减少了因设备故障导致的停航时间。
船舶的货物装卸系统也受益于自动化控制技术。
通过自动化的起重机、输送带和装卸设备，能够实现货物的快速、准确装卸，提高了港口作业效率，降低了人工操作带来的误差和风险。
船舶自动化控制技术的发展呈现出几个明显的趋势。
智能化是其中最为突出的一点。
随着人工智能技术的不断进步，船舶的自动化系统将具备更强的学习和自适应能力。
例如，通过对大量航行数据的分析和学习，船舶能够自动优化航线规划，适应不同的海况和气象条件。
集成化也是未来发展的重要方向。
船舶上的各个自动化子系统将不再是孤立的存在，而是通过高速的数据总线和网络实现无缝集成，形成一个统一的智能控制平台。
这样一来，各个系统之间能够实现信息的实时共享和协同工作，提高船舶整体的运行效率和可靠性。
此外，远程监控和诊断技术将得到更广泛的应用。
船东和管理公司可以通过卫星通信技术，实时获取船舶的运行状态和故障信息，实现对船舶的远程监控和管理。
即使船舶在远洋航行，也能够及时得到技术支持和维护指导。
船舶自主导航与遥控技术发展研究
船舶自主导航与遥控技术发展研究船舶是人类历史上最重要的一项发明之一，其作为海上运输的重要工具，早已深入到人们的生产和生活之中。
随着科技的不断发展，船舶的航行能力越来越强，船舶自主导航技术和遥控技术的发展也日益成熟。
一、船舶自主导航技术船舶自主导航技术是指船舶利用计算机、传感器和自动控制等技术，实现船舶在内部水域、近海和远洋水域等的自主航行。
船舶自主导航技术的实现，主要依赖于以下几项技术：1.定位技术船舶定位技术是指利用卫星导航和地面局设备等手段，在海洋环境中对船舶的位置进行准确的测算和定位。
目前，全球定位系统（GPS）已经成为了船舶定位技术的主流。
2.传感器技术船舶传感器技术主要包括自动水文测量、自动气象观测、水声测量等技术，通过水下和海上传感器网络，实现对船舶周围水域环境信息的实时收集和分析。
3.自动控制技术船舶自动控制技术主要包括航向控制、速度和轨迹控制等技术，通过舵机、发动机控制系统等辅助设备，实现对船舶的自动控制和调整。
二、船舶遥控技术船舶遥控技术，顾名思义，是指通过无线电通信和遥控设备，实现对船舶的监控和控制。
目前，船舶遥控技术已经广泛应用于无人船、水下机器人等领域。
其主要依赖以下几项技术：1.通信技术通信技术是实现遥控技术的关键技术之一，主要包括无线电通信、卫星通信、光缆通信等技术，通过通信网络实现对船舶的远程监控和控制。
2.传感器技术船舶传感器技术在船舶自主导航技术中已经有了广泛应用，同样，传感器技术也是船舶遥控技术的核心技术之一。
通过传感器技术，可以实现对船舶周围环境信息的实时采集和分析。
3.舵机、发动机控制技术舵机、发动机控制技术是船舶遥控技术中的实时控制手段，通过遥控设备对船舶周围环境的变化做出快速响应。
三、发展趋势船舶自主导航技术和遥控技术的不断发展，将会极大地提高船舶运输的安全性和效率。
预计未来船舶自主导航和遥控技术的发展趋势将主要表现在以下几个方面：1.增强智能化未来的船舶自主导航和遥控技术将会更加智能化，通过更加高级的算法和人工智能技术，实现对船舶周围环境的更加准确的感知和响应。
船舶自动化控制技术的应用研究
船舶自动化控制技术的应用研究船舶作为重要的水上交通工具，在全球贸易和经济发展中发挥着关键作用。
随着科技的不断进步，船舶自动化控制技术得到了迅猛的发展，为船舶的安全、高效运行提供了有力保障。
本文将对船舶自动化控制技术的应用进行深入研究，探讨其在船舶航行、动力系统、货物装卸等方面的重要作用和发展趋势。
一、船舶自动化控制技术概述船舶自动化控制技术是指利用各种先进的传感器、控制器、执行器和计算机技术，对船舶的运行状态、设备工作情况进行实时监测、控制和管理，以实现船舶的自动化运行和智能化决策。
这一技术涵盖了船舶的多个系统，如航行系统、动力系统、货物装卸系统、通信系统等，通过集成和优化这些系统，提高船舶的运行效率、安全性和可靠性。
二、船舶自动化控制技术在航行系统中的应用1、自动驾驶系统自动驾驶系统是船舶自动化控制技术在航行系统中的重要应用之一。
通过使用卫星导航、雷达、电子海图等设备，船舶可以实现自动航线规划、航向保持、避碰等功能。
自动驾驶系统能够大大减轻船员的工作强度，提高航行的准确性和安全性，减少人为失误导致的事故。
2、自动舵系统自动舵系统是船舶保持稳定航向的关键设备。
它根据船舶的航向偏差和外界环境的影响，自动调整舵角，使船舶保持在预定的航向上。
现代自动舵系统通常采用智能控制算法，能够快速响应外界变化，提高船舶的操纵性能。
3、船舶动态定位系统在一些特殊的作业场景，如海上石油开采、海底电缆铺设等，船舶需要保持精确的位置。
船舶动态定位系统通过测量船舶与多个参考点的距离和角度，利用计算机计算出船舶的位置，并通过控制推进器和舵机，使船舶保持在指定的位置上。
三、船舶自动化控制技术在动力系统中的应用1、主机遥控系统主机遥控系统可以让船员在驾驶台远程控制船舶主机的启动、停止、调速等操作。
该系统通过传感器采集主机的运行参数，如转速、油温、油压等，并将这些信息传输到驾驶台的控制单元，船员可以根据这些信息做出决策，实现对主机的精确控制。
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(1) 专家控制 专家系统是人工智能 应用领域最成 功的分支之
一 , 始于 60 年代中期 。 80 年代 , 专家系统的概念和 方法引入控制领域 , 促进了专家控制系统的研究和应 用 , 实际上可视为通过计算机模拟人的经验来实现复 杂系统的控制 。 大多数专家系统主要由知识库 、 推理 机 、 解释机制 、 知识获取器四部分组成 。专家控制可 定义为具有模拟专家智能的功能 、 采用专家系统技术 与控制理论相结合的方法设计的控制系统 。
于是出现了第四代的智能舵 。智能舵的控制方法有 3 种 , 即专家系统 、 模糊控制和神经网络控制 。
此外 , 90 年代前 , 船 舶上安装的自动舵一般只 能进 行航 向控 制 。 随着 在 船上 装 备全 球 定 位系 统 (GPS)等先进导航设备 , 人们开始设计精确的航迹 控制自动舵 , 将船舶控制在给定的计划航线上 。
(5) Lim 使用 Clarke 提出的基于条件代价函数的 自校正方法 , 此法的控制器输出被明确地加到性能标 准公式中 。 自校正自动舵能用每个取样时刻的 Ricat ti 方程稳态解的计算值来设计 , 航向保持和航向改变采 用不同的性能标准 。 对一个含有未知参 数的系统来 说 , 由于波浪会使船舶动态特性发生变化 , 因而需要 采用在线辨识技术识别动态参数 。 此方法存在的主要
(1)Sugimoto 提出的自适应 PID 设 计法是把自 适应思想引入 到 P ID 控制器设计中 , 着重解决自适 应函数的波浪条件识别问题 。 该函数根据波浪条件信 号 、 船速和载重情况选择最佳控制参数送给控制器和 卡尔曼滤波器 , 其中采用海洋分析器测量波浪 , 测量 的结果用于计算波浪条件指标 。
(7)M esser 等提出的 H ∞控制法是采用横摇与舵 角之间关系式作为船舶运动模型 , 前向速度的影响包 含在频率项中 , 航迹偏差表示为航向和实际船位的函 数 , 用假定的横摇/ 偏航动态特性来确定航迹偏差与 需要航向之间的关系 。
(8)Papoulias 等提出的船舶操纵变结构 (滑模) 控制是采用伪线性变换将船舶操纵非线性系统近似地
与解释 , 就可有效地控制船舶航行 。因此 , 人们很自 然地开始寻找类似于人工操作的智能控制方法 。
智能控制虽有 20 多年的发展历史 , 但仍处于开 创性研究阶段 , 最多可以说进入了初期发展阶段 。目 前 , 国内外智能控制研究的方向及内容主要有智能控 制的基础理论和方法研究 、 智能控制系统结构研究 、 基于知识系统的专家控制 、 基于模糊系 统的智能控 制 、 基于神经网络的智能控制 、 基于信息论和进化论 (遗传算法)的学习控制 、 基于学习及适应性的智能 控制研究等 。
2 船舶自动舵的控制方法 2.1 PID 控制
70 年代 初 , 自 动舵仍 是一个 简单的 控制 设备 , 舵角信号由航向偏差乘上比例系数得到 , 而航向偏差 信号则由给定航向减去实际航向算出 , 其中比例常数 应整定以适应载重和环境要求 。为避免振荡 , 比例常 数应取较低值 。 对于稳定低速航行的船舶 , 这种比例 (P) 控制效 果基本 令人 满意 , 但对 不稳 定的船 舶 , 这种简单的控制则不适用 , 而应包含航 向误差导数 项 , 即舵角信号还应加上微分系统乘以航向导数的偏 差 , 这种控制称为比例 -微分 (PD)控制 。
摘要 :介绍 与比较了船舶操纵的各种 自动舵 控制方 法 , 船舶自 动舵可 分为四 个发展阶 段 , 即机 械舵 、 PI D 舵 、 自 适应舵和智能舵 , 其中智能舵为目前最先进的自动舵 , 它又分为专家系统 、 模糊舵和神经网络舵 。
关键词 :船舶操纵 ;自动舵 ;PID 控制 ;自适应控制 ;智能控制 中图分类号 :T P273;U66 文献标识码 :A
对有限维 、 线性 、 时不变的控制过程 , 传统控制 法是有效的 。如果这样的系统是充分已知的 , 就能用 线性分析法表示 、 建模和处理 , 但实际船舶系统常具 有不确定性 、 非线性 、 非稳定性和复杂性 , 很难建立 精确的模型方程 , 甚至不能直接进行分析和表示 。而 人工操作者通过对所遇情况的处理经验和智能的理解
(4)Amerogen 提出模型参考自适应法 , 其应用 前提为线性过程 、 阶次和结构已知 , 且无随机扰动 。 Denni 在假定船舶为线性 、 常系数 、 无限工作系统下 提出了船舶线性叠加原理 , 将船舶对不规则海况的响 应用该海况规则分量响应的线性累加来表示 。由于船 舶实际上是含有噪声的非线性系统 , 因此在较差海况 及载重变化的条件下 , 控制效果变差 。
Abstract :T he control methods of ship maneuvering auto pilo t are described and compared in this paper .T he ship autopilo ts contain four developmental stages , that is, mechanical, PI D , adaptiv e and intelligent control autopilot .T he intelligent autopilo t is no w the most advanced autopilot , its control methods can be divided into expert system , fuzzy control and neural netwo rk.
The Study on Development of the Control Techniques on Ship Autopilot
CHENG Qi-ming , L IU Qi-ming , WANG Zhi-hong , SUN Gan-chao
(Yancheng Institute of Technology , Jiangsu Computer Information Processing Techniques Lab., Suzhou U niversity Yancheng 224003 , China)
问题是波浪系统建模引起的偏差以及 Ricat ti 方程求
解计算时间较长 。 (6)Katebi 等提出的线性二次高斯法是使用公式
表示动态代价函数 , 并在以多项式表示的随机结构中 优化代价函数 。 此法与风和浪的测量和计算有关 , 波 浪的模型用作控制函数 , 以便使输出信 号的变化最 小 。 风力由平均风速和扰动组成 , 平均风速只用作建 模 , 系统误差将随风 、 浪的测量和建模出现 。
任何自适应系统都应能连续地自动辨识 (整定) PID 算法的控制参数 , 以适应船舶和环境条件的动态 特性 。 目前船舶操纵 中提出的自适应方 法[ 4] 主要有 自适 应 PID 设计 法 、 随 机自 适应法 、 模 型参考 法 、 基于条件代价函数的自校正法 、 最小方差自校正法 、 线性二次高斯法 、 H ∞控制法 、 变结构法等 , 这些自 适应方法都有各自的优缺点 , 并且还处于不断的发展 过程中 。
(2)M erlo 等的随机自适应法包含一个由海浪自 回归滑动平均模型中的海浪功率谱决定的参数 , 即假 定代价函数是航向偏差和操舵角的均方加权函数 , 其 目标是使代价函数值最小 。 此法与 Mo tora 提出的方 法类似 。
(3)Akaike 提出 多变 量 随机 系统 的辨 识方 法 , 此法是在 Oht su 等提出的方法基础上发展起来的 , 它 的模型取决于最小 Akaike 信息标准 , 代价函数依赖 于被控变量的偏差 、 控制信号大小 (舵角)和控制信 号变化率的补偿值 。
化为线性可控正则型 , 以简化控制设计并保证较大工 作范围内的控制性能与精度 , 然后对线性化系统设计 一种连续的变结构控制 , 以适应较大范 围的干扰变 化 , 从而完全抑制抖振而得到理想的精度 。
总之 , 自适应控制技术不仅与代价函数的估计值 有关 , 而且与建立精确的扰动模型有关 。在船舶宽广 的工作条件下 , 自适应舵并不能提供完全自动的最优 操作 。 2.3 智能控制
收稿日期 :2000-07-25 基金项目 :江苏省 跨世纪 学科 带头人 科研 基金 项目(苏 科 教技[ 1998] 50 号);江苏省计 算机信息 处理技 术重点 实验室 开 放课题基金项目(苏大科[ 2000] 07 号)。 作者简 介 :程启明(1965 -), 男 , 江苏省 盐城 市 人 , 省跨 世 纪学科带头人 , 已 发表论 文 90 多篇 , 编书 8 部 , 主要 从事微 机 测量与控制 、智能控制理论与应用 、数字信 号处理 、生物医学 工 程等的研究 。
综 述
文章编号 :1007 -0257(2000)06 -0001-04
计 算 机 自 动 测 量 与 控 制 .2 0 0 0 .8(6) Computer Automated Measurement & Control
船舶自动舵控制技术发展研究
程启明 , 刘其明 , 王志宏 , 孙干超
(盐城工学院计算机系和 苏州大学江苏省计算机信息处理技术重点实验室 , 江苏 盐城 224003)
对海浪高频干扰 , P ID 控制过于敏感 , 为避免高
第8卷
计算机自动测量与控制
· 2 ·
频干扰引起的频繁操舵 , 常采用 “死区” 非线性天气 调节 , 但这导致控制系统低频特性恶化 , 产生持续的 周期性偏航 , 降低航行精度 , 加大能量消耗 。