船舶航向控制算法研究开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

船舶航行时,必须对船舶的航向进行控制。船舶运动呈一定的非线性且其动态特性与航行工况船型、装载、航速、吃水等密切相关,为了尽快地到达目的地和减少燃料消耗,总是力求使船舶以一定的速度作直线航行。这就是船舶航向保持的问题,也就是航向稳定性的问题。而当在预定的航线上发现障碍物或其他船只时,或者在很有限的航道内航行,必须及时改变船速和航向,这就是船舶航行的机动性问题。我们希望船舶既有良好的航向保持功能,又有灵敏的机动性。在船舶设计中,航向稳定性和机动性往往是矛盾的。一般说来,航向稳定性好的船舶,其航向机动性就差。最常用的航向控制装置是船舶自动操纵仪,即通常所说的船舶自动舵。本文研究面向船舶航向控制智能控制算法。

自从金融危机爆发以来,国际经济与贸易量下降,航运业受到了严重的影响一方面运费与租金在低位徘徊致使船舶营运收益下降,另一方面大量的新船加入到航运市场,加剧了运力供求的不平衡,航运面临的竞争更加激烈。同时,国际市场对船舶安全、环保要求日趋严格,国际海事组织不断推出新的规范、标准,高能耗、高污染的发展模式难以为继。

世界气候面临越来越严重的问题,二氧化碳排放量越来越大,全球灾难性气候变化屡屡出现,已经严重危害到人类的生存环境和健康安全,各国呼唤“绿色gdp”的发展模式和统计方式。

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2. 研究的基本内容与方案

智能控制系统这一崭新的研究领域最早于1971年由著名的美籍华裔科学家傅京孙教授公开提出,同时他还指出相应的概念。

1985年8月,第一届智能控制学术讨论会在美国纽约召开,在这次会议把智能控制原理与智能控制系统作为主要议题,而智能控制作为一个新生学科诞生的标志则ieee智能控制专业委员会的设立,经过多20年的发展,智能控制已经在国际上引起了众多学者的关注并发展成一门独立的学科,许多新颖的控制理论以及与之相关的控制器也大量出现并给人们的日常生活提供了方便。

1基于模糊控制的智能pid控制器

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3. 研究计划与安排

第1-4周: 查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需的技术知识,并结合实际要求完成要求。确定方案,完成开题报告。 第5-8周: 研究船舶运动的特点,推到船舶运动微分方程。

第9-12周: 研究模糊控制、滑模变结构控制、最优等现代控制算法,并与经典的pid控制进行比较。

第13-15周:完成并修改毕业论文。

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4. 参考文献(12篇以上)

  1. yang yansheng, study on ship manoeuvring mathematical model in ship handling simulator, marsin’96 copenhagen,denmark:1996.

  2. fang xianglin,yang yansheng.simulation studies into the feasibility of towing a large loaded container ship astern under pilotage, proceedings of 10th international navigation simulator lectures’ conference, plymouth, uk, 1998.

  3. john-morten godhavn. nonlinear tracking of underactuated surface vessels.proc 35th conference on decision and control.kobe,1996:975-980

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