BP神經(jīng)網(wǎng)絡PID控制在船舶動力定位系統(tǒng)中的應用.pdf

1、海洋中蘊藏著豐富的資源，各國對海洋資源開發(fā)利用的步伐在逐步加快。在對海洋的不斷探索中，海洋工程設施的應用越加廣泛。動力定位技術是深海工程領域中保持海洋工程設施位置的關鍵技術。從整體上看，動力定位系統(tǒng)包含三個子系統(tǒng)，即位置測量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和動力推進系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)是整個動力定位系統(tǒng)的核心，本文主要對動力定位系統(tǒng)的控制系統(tǒng)進行研究。
　　船舶動力定位系統(tǒng)的研究要以特定的海洋環(huán)境為基礎，因此本文在建立了船舶模型的同時也建立了海洋環(huán)境的基

2、本模型。本文在橫蕩、縱蕩和艏搖三個自由度上建立了船舶模型同時構建了海洋環(huán)境模型，其主要包括風、浪模型。為驗證船舶模型的準確，本文在MATLAB/Simulink的仿真環(huán)境里進行了驗證，證實了模型是準確的。
　　針對動力定位系統(tǒng)的控制，本文采用以經(jīng)典PID控制為基礎，利用神經(jīng)網(wǎng)絡在線調(diào)整PID參數(shù)的方法對控制系統(tǒng)進行設計。PID控制經(jīng)過長時間的實踐檢驗，已經(jīng)成為較為成熟可靠的控制方法。神經(jīng)網(wǎng)絡具有強大的信息處理能力，尤其是在處理非線

3、性問題上具有很大優(yōu)勢，將PID與神經(jīng)網(wǎng)絡相結(jié)合，增強了控制器對外界干擾及不同海況條件的適應性。神經(jīng)網(wǎng)絡控制可以采用多種算法，本文采用的是較為成熟的BP算法，它是應用于神經(jīng)網(wǎng)絡最為廣泛的算法之一，主要由信息的正向傳播和誤差的反向傳播兩個過程組成。將BP神經(jīng)網(wǎng)絡與增量式PID控制規(guī)律相結(jié)合，得到BP神經(jīng)網(wǎng)絡在線調(diào)整PID參數(shù)的控制規(guī)律。為驗證控制律的可行性與穩(wěn)定性，應用MATLAB/Simulink仿真程序，對所設計的控制器進行了仿真實驗。