船舶鳍/翼鳍减横摇抗饱和智能矢量控制研究-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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船舶鳍/翼鳍减横摇抗饱和智能矢量控制研究

项目名称：船舶鳍/翼鳍减横摇抗饱和智能矢量控制研究
项目类别：面上项目
批准号：51079033
申请代码：E091002
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2011-01-01-2013-12-31

项目负责人：刘胜
负责人职称：教授
依托单位：哈尔滨工程大学
批准年度：2010

中文摘要：

项目以一类典型的复杂随机不确定非线性系统 - 船舶鳍/翼鳍减横摇抗饱和智能矢量控制为工程背景，针对单体减摇鳍执行器经常处于速率饱和、幅度饱和锁定状态问题，深入分析问题产生机理，首次提出鳍/翼鳍独立翼面矢量控制思想，采取多元拟合策略进行鳍/翼鳍水动力建模、在线鳍角/翼鳍角并行遗传优化、引入抗饱和补偿控制策略，实现能耗指标约束下的船舶鳍/翼鳍独立翼面任意转角比遗传优化矢量控制，可在保证系统稳定性的条件下，降低系统控制器保守性，提高控制性能，节省能耗。项目致力于获得一类不光滑非线性系统分析和综合的新方法，降低系统设计保守性，为探索执行器饱和这一类普遍存在于控制系统中的共性问题提供理论指导和新的解决策略。同时，旨在更好地解决舰船减横摇控制实际应用问题，促进我国舰船现代化装备进程。因此课题具有重要的理论研究价值和实际应用意义。

中文主题词：鳍/翼鳍；智能分配；稳定性；保成本控制；幅度与速率饱和

英文摘要：

fin/flap fin；Intelligent allocation；stability；guaranteed cost control；magnitude and rate saturated

英文主题词： fin/flap fin；Intelligent allocation；stability；guaranteed cost control；magnitude and rate saturated

结论摘要：

项目首次提出了鳍翼鳍独立翼面矢量控制思想，进行了船舶鳍翼鳍减横摇抗饱和智能矢量控制系统的机理建模，建立了系统鳍翼鳍驱动能量方程和智能分配规则；给出了鳍角翼鳍角基于遗传算法和改进模拟退火粒子群算法的智能分配策略，提高了系统的全局探测和局部搜索能力，节省了能耗；进行了船舶减横摇控制算法研究，提高了横摇控制精度。针对鳍角/翼鳍角饱和问题, 进行了反馈矩阵摄动的饱和不确定系统稳定性分析及L2控制设计，给出了系统存在收缩不变椭圆的充分条件，提高了干扰抑制能力、降低了保守性；进行了具有非线性摄动的执行器饱和不确定系统保成本控制研究，解决了参数不确定性的问题，保证了系统鲁棒稳定性及性能指标；进行了执行器幅值与速率饱和线性系统抗饱和控制研究，给出了系统代数环良定的充要条件，提高了系统控制精度；给出了幅度与速率饱和时系统动态抗饱和控制策略，进一步解决课题减摇鳍执行机构饱和给闭环系统带来的不良影响问题。项目更好的解决了船舶减横摇控制实际应用问题，控制器设计简单，在保证了系统稳定性的条件下，降低系统控制器保守性，提高了横摇控制性能，节省了能耗,具有理论研究意义和实际工程应用价值。

成果综合统计