船舶航迹智能控制系统的研究
随着人们对海洋资源不断的开发和利用，作为海上运输工具的船舶向大型化和高速化发展，海上交通密度不断加大，航行安全越来越受到威胁，因而对船舶的运动控制提出了更高的要求。对于长时间航行来说，航迹控制十分必要，它可以减少船员劳动强度，增加安全性。本文提出了一种基于遗传算法优化模糊规则的直接式航迹控制方法。
首先，建立了船舶操纵运动的模型，根据舵电液伺服系统的组成建立了舵机的模型。船舶航行过程中，海浪对船舶航行会产生直接影响，因此对海浪干扰也进行了建模。
其次，航迹控制是本文的关键，因此分析航迹控制的基本原理、航迹控制方案、航迹计算，为设计航迹控制器做好理论准备。
再次，PID控制器主要是适用于有精确数学模型的线性系统，而对于船舶运动这类无法建立精确模型的非线性系统，PID控制不在适用，因此设计了模糊控制器来解决这个问题。
然后，针对在设计模糊控制器的过程中，模糊规则的获取有很大的主观性和不确定性。从能量损耗和航迹控制精度的角度选取系统的性能指标，提出了用遗传算法优化模糊规则以改进模糊控制器的控制性能。
最后，在多种海情不同遭遇角下对船舶航迹控制系统进行了仿真。给出了PID、模糊、GA—FC三种控制系统的仿真曲线和统计值，并进行了对比。结果表明经遗传算法优化后的模糊控制器，控制精度高，船舶到达计划航线的时间短，而且可以节省系统的能量损耗。用遗传算法优化模糊规则是一种有效的方法。
航迹控制;电液伺服系统;模糊控制;遗传算法
哈尔滨工程大学
硕士
控制理论与控制工程
刘胜
2008
中文
U664.82
77
2009-06-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）