自动操舵仪航向控制器设计与系统仿真
| 摘要 | 第5-6页 |
| abstract | 第6页 |
| 第1章 绪论 | 第11-20页 |
| 1.1 研究目的及意义 | 第11-12页 |
| 1.2 自动操舵仪国内外研究现状 | 第12-14页 |
| 1.3 自动舵与控制技术发展 | 第14-17页 |
| 1.3.1 PID控制 | 第14-15页 |
| 1.3.2 自适应控制 | 第15-16页 |
| 1.3.3 智能控制 | 第16-17页 |
| 1.4 自抗扰控制技术 | 第17-18页 |
| 1.5 本文主要研究内容 | 第18-20页 |
| 第2章 船舶航向控制系统建模 | 第20-42页 |
| 2.1 引言 | 第20页 |
| 2.2 船舶基本操纵原理 | 第20-22页 |
| 2.2.1 船舶操纵系统构成 | 第20-21页 |
| 2.2.2 操舵控制模式 | 第21-22页 |
| 2.2.3 航向控制的性能指标 | 第22页 |
| 2.3 船舶运动方程 | 第22-26页 |
| 2.3.1 船舶运动系统坐标系的建立 | 第23-24页 |
| 2.3.2 船舶三自由度运动方程 | 第24-25页 |
| 2.3.3 船舶运动参量无因次化 | 第25-26页 |
| 2.4 流体动力及舵桨作用力分析 | 第26-32页 |
| 2.4.1 惯性流体力及力矩 | 第27页 |
| 2.4.2 粘性流体力及力矩 | 第27-29页 |
| 2.4.3 螺旋桨计算模型 | 第29-31页 |
| 2.4.4 舵计算模型 | 第31-32页 |
| 2.5 船舶航向控制响应型数学模型 | 第32-36页 |
| 2.5.1 线性船舶运动模型 | 第33-34页 |
| 2.5.2 非线性船舶运动模型 | 第34-35页 |
| 2.5.3 舵机模型 | 第35-36页 |
| 2.6 干扰的数学模型 | 第36-40页 |
| 2.6.1 海风干扰模型 | 第37-38页 |
| 2.6.2 波浪干扰模型 | 第38-39页 |
| 2.6.3 海流干扰模型 | 第39页 |
| 2.6.4 干扰模型的等效简化 | 第39-40页 |
| 2.7 本章小结 | 第40-42页 |
| 第3章 控制理论研究与分析 | 第42-61页 |
| 3.1 引言 | 第42页 |
| 3.2 经典PID控制器 | 第42-44页 |
| 3.3 自抗扰控制技术 | 第44-53页 |
| 3.3.1 跟踪微分器 | 第44-49页 |
| 3.3.2 扩张状态观测器 | 第49-51页 |
| 3.3.3 状态误差反馈 | 第51-53页 |
| 3.4 自抗扰控制器的结构 | 第53-54页 |
| 3.5 自抗扰控制器的参数整定 | 第54-55页 |
| 3.6 遗传算法参数整定 | 第55-59页 |
| 3.6.1 参数确定与表示 | 第56页 |
| 3.6.2 设定初始种群 | 第56-57页 |
| 3.6.3 选择适应度函数 | 第57-58页 |
| 3.6.4 遗传算法的操作 | 第58-59页 |
| 3.7 本章小结 | 第59-61页 |
| 第4章 船舶航向控制系统设计 | 第61-73页 |
| 4.1 引言 | 第61页 |
| 4.2 船舶运动模型 | 第61-62页 |
| 4.3 基于PID的船舶航向控制器 | 第62-66页 |
| 4.3.1 经典PID航向控制器 | 第62-63页 |
| 4.3.2 参数优化PID航向控制器 | 第63-64页 |
| 4.3.3 PID航向控制器仿真 | 第64-66页 |
| 4.4 基于自抗扰控制的船舶航向控制器 | 第66-70页 |
| 4.4.1 自抗扰控制方案 | 第66-67页 |
| 4.4.2 自抗扰控制器仿真模型 | 第67-68页 |
| 4.4.3 自抗扰控制器参数整定 | 第68页 |
| 4.4.4 自抗扰控制器算法实现 | 第68-70页 |
| 4.4.5 自抗扰航向控制器仿真 | 第70页 |
| 4.5 船舶操舵仪航向控制系统的实现 | 第70-72页 |
| 4.6 本章小结 | 第72-73页 |
| 第5章 航向控制系统鲁棒性仿真分析 | 第73-81页 |
| 5.1 引言 | 第73页 |
| 5.2 干扰下的控制效果仿真 | 第73-78页 |
| 5.2.1 恒值干扰下的控制效果仿真 | 第73-74页 |
| 5.2.2 成型海浪干扰下的控制效果仿真 | 第74-75页 |
| 5.2.3 其它干扰下的控制效果仿真 | 第75-78页 |
| 5.3 参数摄动下的仿真 | 第78-79页 |
| 5.4 本章小结 | 第79-81页 |
| 结论 | 第81-83页 |
| 参考文献 | 第83-87页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 | 第87-89页 |
| 致谢 | 第89页 |
