上海交通大学学报 ›› 2016, Vol. 50 ›› Issue (03): 472-478.
于升杰,庞师坤,李英辉,张裕芳
收稿日期:
2015-01-11
出版日期:
2016-03-28
发布日期:
2016-03-28
YU Shengjie,PANG Shikun,LI Yinghui,ZHANG Yufang
Received:
2015-01-11
Online:
2016-03-28
Published:
2016-03-28
摘要: 摘要: 针对拖缆作业船舶在进行循线航行和定点定位时受到的海洋环境力和拖缆拉力,建立了船舶、拖缆和拖体三者之间耦合的运动数学模型.因其控制系统具有较强的非线性,单独使用模糊控制效果不够理想,所以设计了FuzzyPID(Proportion Integration Differentiation)合成控制器.该控制器包含3个模块:大误差切换至Fuzzy控制模块;小误差切换至FuzzyI控制模块;微误差切换至FuzzyPID控制模块.仿真给出了船舶在扰动情况下循线拖曳时的拖体轨迹,并通过定点定位控制验证了该控制器具有更强的抗干扰性和鲁棒性,能够实现较高精度的定位控制.
中图分类号:
于升杰, 庞师坤, 李英辉, 张裕芳. 船舶拖缆作业时的循线航行和定点定位控制[J]. 上海交通大学学报, 2016, 50(03): 472-478.
YU Shengjie, PANG Shikun, LI Yinghui, ZHANG Yufang. Track-Keeping and Positioning Control in Vessel Towing Operation[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2016, 50(03): 472-478.
[1]FOSSEN T I, STRAND J P. Nonlinear passive weather optimal positioning control (WOPC) system for ships and rigs: Experimental results[J]. Automatica, 2001,37(5): 701715. [2]FOSSEN T I, GROVLEN A. Nonlinear output feedback control of dynamically positioned ships using vectorial observer backstepping[J]. IEEE Transactions on Control Systems Technology, 1998, 6(1): 121128. [3]FOSSEN T I, Strand J P. Passive nonlinear observer design for ships using Lyapunov methods: Fullscale experiments with a supply vessel[J]. Automatica, 1999.35(1): 316. [4]FOSSEN T I. Handbook of marine craft hydrodynamic and motion control[M]. Hoboken: John Wiley & Sons, 2011:133183. [5]FOSSEN T I, PEREZ T. Kalman filtering for positioning and heading control of ships and offshore rigs[J]. IEEE Control Systems Magazine, 2009, 29(6): 3246. [6]VASSALOS D, HUANG S. Dynamics of smallsagged tautslack marine cables. [J]. Computers & Structures, 1996, 58(3): 557562. [7]HUANG S. Stability analysis of the heave motion of marine cablebody systems[J]. Ocean Engineering, 1999 26: 531546. [8]朱克强,李维扬.带缆遥控潜水器空间运动仿真[J].中国造船,1996,1(3):98104. ZHU Keqiang, LI Weiyang. Simulation of space motion for tethered remotely operated vehicle[J]. Shipbuilding of China,1996,1(3):98104. [9]王飞,黄国梁,伍生春.水下拖曳系统缆—船耦合运动模拟[J].上海交通大学学报,2011,45(4):570575.WANG Fei, HUANG Guoliang, WU Yingchun.Dynamic research on the coupling response of cabletowing ship system[J].Journal of Shanghai Jiaotong University, 2011,45(4): 570575. [10]朴海国.风电机组偏航FuzzyPID合成控制系统仿真[J].电工技术学报,2009,24(3):183188. PU Haiguo. Wind turbine yaw FuzzyPID synthesis control system simulation[J]. China Electrotechnical Society, 2009,24(3):183188. [11]FJ Sun, ZH Zhu, M.LaRosa. Dynamic modeling of cable towed body using nodal position finite element method[J]. Ocean Engineering, 2011 (38):529540. [12]DOU Z L, CHENG M Z, LING Z B, et al. An adjustable pitch control system in a large wind turbine based on a FuzzyPID controller[C]∥International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion. Pisa, Italy: IEEE, 2010:391395. [13]谢业海.海况变化时的船舶定点定位切换自适应控制研究[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学自动化学院,2013. |
[1] | 皇金锋, 章乾. 基于超螺旋扩张状态观测器的耦合单电感双输出Buck变换器串级滑模解耦控制[J]. 上海交通大学学报, 2025, 59(5): 592-604. |
[2] | 刘逸, 张开林, 邵帅, 向泓旭. 基于热-流-固耦合的齿轮箱稳态热性能研究[J]. 上海交通大学学报, 2025, 59(5): 666-674. |
[3] | 胡安峰, 陈俞超, 肖志荣, 谢森林, 龚昭祺. 考虑自重应力的隧道周围土体非线性固结特性分析[J]. 上海交通大学学报, 2025, 59(4): 503-512. |
[4] | 张磊, 封少雄, 谭昆, 郭涛, 宋成果, 初秀民, 苗洋. 基于船舶-流场运动耦合的内河航道设计方法[J]. 上海交通大学学报, 2025, 59(1): 89-98. |
[5] | 肖常胜, 周晓军, 祝米鑫. 生产调度与可靠性耦合的变工况再制造系统维护建模[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(8): 1211-1220. |
[6] | 李雨瑶, 赵国成, 肖龙飞. 不同水力集矿模型的矿粒采集及环境扰动特性数值研究[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(7): 1036-1046. |
[7] | 胡亚飞, 李克庆, 韩斌, 吉坤. 多因素耦合下尾砂胶结充填体强度优化与预测[J]. J Shanghai Jiaotong Univ Sci, 2024, 29(5): 845-856. |
[8] | 黄涛, 何泽青, 宋林. 圆柱薄膜振动特性[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(4): 428-437. |
[9] | 金飞宇,陈龙胜,李统帅,石童昕. 高阶MIMO非线性多智能体系统分布式协同抗干扰控制[J]. J Shanghai Jiaotong Univ Sci, 2024, 29(4): 656-666. |
[10] | 徐爱进. 国内首座海底数据舱下水过程的波浪抨击影响分析[J]. 海洋工程装备与技术, 2024, 11(4): 89-94. |
[11] | 汤乾宇. 考虑波流耦合作用的平台涡激运动试验研究[J]. 海洋工程装备与技术, 2024, 11(4): 75-84. |
[12] | 黄河源1, 丘江亮1, 李中胜1, 刘锦剑2. 抛弃式测量仪探头的非线性水动力研究[J]. 海洋工程装备与技术, 2024, 11(4): 67-74. |
[13] | 张宁博1, 安 晨1, 赵天奉1, 高松林1, 倪浩乘1, 周振宇2. 双船浮托法风机安装系统的多体耦合动力学分析[J]. 海洋工程装备与技术, 2024, 11(4): 58-66. |
[14] | 王志伟1, 何炎平1, 李铭志1, 仇明2, 黄超1, 刘亚东1, 王梓1. 水平管内气液两相流流固耦合动力响应特性的数值研究[J]. J Shanghai Jiaotong Univ Sci, 2024, 29(2): 237-244. |
[15] | 夏芹芹, 罗永捷, 王荣茂, 邹尧, 罗桓桓, 李金灿, 周念成, 王强钢. 考虑新能源爬坡的风光火耦合系统源荷匹配性分析及容量优化配置[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(1): 69-81. |
阅读次数 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
全文 174
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
摘要 934
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||