面向智能船舶的自抗扰控制方法研究与仿真开题报告

全文总字数：10016字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 研究目的及意义

由于世界经济的持续发展，世界主要港口的货物吞吐量也不断上升，海上运输作为世界贸易的主要运输方式也越来越受到重视，但随之而来，港口和航道的拥挤、海上交通的密集、船舶受到复杂海域环境以及静态或动态障碍物的影响，使得船舶碰撞、触底和海难事故屡见不鲜；此外船舶运力过剩，海上运输竞争激烈，人力成本逐渐升高等问题也逐渐显现出来。据统计，船舶营运期间，船员的工资、福利等占据了运输成本的44%，与船员相关的舱室、用品等占据了船舶舱室的1/3^[1]。因此如何保障船舶航行安全并提高船舶运输效率，扩大收益，成为了船东以及航运业要解决的问题之一。对此，处于研究热点的智能船舶则恰是解决这一问题的有效方法。

智能船舶系指利用传感器、通信、物联网、互联网等技术手段，自动感知和获得船舶自身、海洋环境、物流、港口等方面的信息和数据，并基于计算机技术、自动控制技术和大数据处理和分析技术，在船舶航行、管理、维护保养、货物运输等方面实现智能化运行的船舶，以使船舶更加安全、更加环保、更加经济和更加高效^[2]。中国船级社最新颁发的《智能船舶规范2020》将智能船舶的功能分为八大模块，分别是自主操作、远程控制、智能航行、智能船体、智能机舱、智能能效管理、智能货物管理以及智能集成平台。其中智能航行则是其中非常重要的功能之一，其基本作用是实现航路与航速设计和优化，从而进一步实现船舶在开阔水域的自主航行和全航程下的自主航行。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究基本内容

1. 建立完整的欠驱船舶数学模型以及环境干扰模型；
2. 设计能有效处理外界环境干扰的欠驱船舶路径跟踪引导系统；
3. 基于自抗扰控制理论，设计欠驱船舶路径跟踪控制器；
4. 对所设计的控制器及控制策略进行仿真分析与评价。

2.2 研究目标

建立欠驱船舶数学模型和外界环境干扰模型；设计引导系统和控制系统；使船舶在外界环境干扰下仍具有良好的抗扰能力，完成路径跟踪任务。

3. 研究计划与安排

第1周：

根据主题查阅文献，智能船舶数学模型的建立，环境载荷模型的建立，自抗扰控制的组成及原理等相关论文资料及出版物。

第2-3周：

4. 参考文献（12篇以上）

1. 陆悦铭．浅谈智能船舶[j]．中国海事，2019(10)．76-78．

2. 中国船级社．智能船舶规范[m]．北京．人民交通出版社，2020．

3. 毕校伟．水面无人艇的航迹控制系统研究与实现[d]．南京：东南大学，2018．

   剩余内容已隐藏，您需要先支付 10元 才能查看该篇文章全部内容！立即支付