孫敏

摘要：本文主要是對動力定位船舶的非線性自適應控制進行了研究，并且根據(jù)相應的模型，進行了構建分析。

關鍵詞：動力定位船舶；非線性自適應；控制；研究

前言

隨著人們生活水平的提高，人們對資源與環(huán)境造成的破壞也越來越嚴重。為了緩解陸地上的資源能源危機，各個國家都開始對海洋資源的開發(fā)。對于海洋的開發(fā)與研究，最為重要的工具便是動力定位船舶技術。動力定位船舶具有很強的優(yōu)勢，不僅機動性很強，而且定位的精確性也很高，其應用十分廣泛。動力定位船舶的控制系統(tǒng)屬于一種十分復雜的非線性系統(tǒng)，具有參數(shù)不確定、多輸入以及多輸出等特點。

1.船舶動力定位神經網絡自適應性控制研究

對于船舶動力定位自適應性研究，要設船舶的速度向量可以直接觀測，并且要利用神經網絡逼近系統(tǒng)的模型參數(shù)中無法確定的部分[1]。利用傳統(tǒng)的矢量方法設計船舶動力定位神經網絡的自適應狀態(tài)反饋控制律。另外，要能夠在船舶速度向量中各個分量無法測量的情況下，利用新型的觀測器對船舶的速度進行估算，然后利用神經網絡逼近系統(tǒng)中無法確定的項目，設計出船舶的自適應輸出反饋控制律。在第一層主要是輸入層，是由一些信號的源節(jié)點組成，其中的節(jié)點的個數(shù)主要是利用信號源的位數(shù)決定的[2]。在第二層中，主要是隱藏層，其中節(jié)點的數(shù)目主要是由基函數(shù)的個數(shù)決定的，這一層的主要功能是將輸入的空間變換成隱含層空間。而第三層則是輸出層，主要是計算在隱含層中的各個基函數(shù)的線性加權值。在相應的控制工程中，其中RBF神經網絡主要是逼近含有無法確定項的未知函數(shù)，其中主要的表達公式是：

對高斯函數(shù)的基函數(shù)神經網絡進行相應的分析，在定義ρ= min‖μi-μj‖，可以得出‖H（X）‖≤ 是成立的。

2.船舶動力定位神經網絡自適應狀態(tài)的反饋控制

首先要設定一些條件，使其滿足控制的要求，加工動力定位船舶的位置向量η=[x，y，ψ]T以及速度向量v=[u，v，r]，這些都是可以測量的。并且動力定位船舶的數(shù)學模型中的慣性矩陣M以及阻尼矩陣D雖然未知，但是是有界的，將未知的正常數(shù)構成的向量d屬于未知常數(shù)，僅僅是能夠被用作理論分析。

以上主要是針對相應的船舶動力定位數(shù)學模型，在一些假設的情況下，對船舶的動力定位進行相應的設計，設計了動力定位系統(tǒng)神經網絡自適應狀態(tài)反饋控制律，這樣使得船舶在實際的位置上（x，y）以及艏向角ψ達到并且能夠保持相應目標的位置ηd=[xd，yd，ψd]T，同時這樣也能夠保證在閉環(huán)系統(tǒng)內部的信號能夠一致。

3.對于動力定位船舶非線性自適應控制的展望

動力定位船舶非線性自適應控制系統(tǒng)，是一項十分復雜的工程系統(tǒng)，目前，我國對其的研究仍然處于表面階段，不夠深入，隨著科學技術的進步，我國對其的研究將會更加的深入。對于動力定位船舶非線性自適應控制系統(tǒng)的研究，相關研究者可以從實際系統(tǒng)中存在的問題進行研究，在時間延時、控制量以及約束等方面進行研究，探討這些因素對其的影響，從而尋找一個更好的解決辦法。同時也能夠將控制力與力矩優(yōu)化分配，對其進行綜合性的考慮，同時也要能夠站在環(huán)保的角度上進行設計，從而來提高經濟效益。

4.結語

隨著社會的發(fā)展，動力定位船舶對各個國家來說，作用也越來越明顯，其不僅可以有效的對海洋資源進行開發(fā)，并且具有很大的環(huán)保功能。本文主要是對于動力定位船舶非線性自適應控制系統(tǒng)進行了簡單的探討，并且簡要闡述了動力定位船舶未來的發(fā)展趨勢。

參考文獻：

[1]袁瑤.基于自適應模糊控制的船舶動力定位控制器設計研究[D].大連海事大學，2012，5（1）：50-56.

[2]胡忠輝.傳播航向運動非線性自適應及優(yōu)化控制方法研究[D].哈爾濱工程大學，2013，4（1）：30-31.

[3]錢佳.船舶動力定位系統(tǒng)非線性自適應濾波器研究[D].江蘇科技大學，2012，4（4）：40-42.