基于鲁棒神经网络的船舶航向控制研究

【摘要】本文针对船舶的响应型航向控制非线性系统,利用Lyapunov稳定性理论、Backstepping方法和RBF神经网络逼近方法,首先提出了考虑模型不确定条件下的船舶航向鲁棒智能阻尼控制算法,设计出一个船舶航向控制器；接着又引入预设性能概念,并有针对性地设计出了带有预设性能边界设计的不确定船舶航向鲁棒智能阻尼控制器。首先针对船舶航向非线性不确定系统的情况,设计出一种考虑阻尼的船舶航向鲁棒智能控制器。为了解决模型不确定条件下的船舶航向控制问题,提出了一种基于Lyapunov稳定性理论和Backstepping方法的船舶航向鲁棒智能阻尼控制器设计方案。该控制器能够使系统中状态信号指数渐进稳定,即可以使船舶以任意小的误差跟踪设定航向。其次引入预设性能的概念,并针对非线性船舶响应型运动数学模型,利用Lyapunov稳定性理论和Backstepping方法,结合非线性阻尼设计出带有预设性能边界设计的不确定船舶航向鲁棒智能阻尼控制器,从而在保证跟踪误差收敛到一个预先设定的任意小的区域的同时,保证系统的收敛速度及超调量低于之前预先设定好的性能指标。本文所设计的两种控制器能够保证闭环系统的稳定性,并且都能使得航向跟踪误差任意小,在每章的最后都应用MATLAB进行仿真研究,以验证上述两种控制器的有效性。
【作者】熊国玉；
【导师】郑云峰；金斌；
【作者基本信息】大连海事大学，交通运输工程，2014，硕士
【关键词】航向控制；后推法；RBF神经网络；非线性阻尼；预设性能；

【参考文献】
[1]李旭.秦皇岛市高校体育工作现状调查与分析[D].河北师范大学,体育教学,2012,硕士.
[2]辛耀中,王永福,任雁铭.中国IEC61850研发及互操作试验情况综述[J].电力系统自动化,2007,12:1-6+72.
[3]张森.辽东林家三道沟—小佟家堡子地区金银矿床地质特征及成矿机制探讨[D].吉林大学,地质工程,2014,硕士.
[4]陈勇.节能型矿用空气压缩机组智能监控系统的设计与实现[D].中北大学,机械制造及其自动化,2014,硕士.
[5]秦海林,王丽珍,谭晓玲,陈克平.联机数据挖掘中的数据预处理[J].云南大学学报(自然科学版),2005,04:310-313.
[6]和丽春.区域旅游客源市场分析[D].云南师范大学,2004.
[7]王军.宿迁市林业产业发展现状及影响因素研究[D].南京农业大学,林业产业,2012,硕士.
[8]笱成柳.城市剩余活性污泥与餐厨垃圾混合厌氧消化特性研究[D].湖南大学,环境工程,2014,硕士.
[9]张巍巍.石墨烯联手辉钼矿催生新型闪存[N].科技日报,2013-03-25002.
[10]邵长静.低碳贝氏体耐候钢在海岸大气和工业大气环境下的腐蚀行为研究[D].东北大学,材料学,2010,硕士.
[11]张金漫.广播加密方案研究与应用[D].杭州电子科技大学,计算机软件与理论,2011,硕士.
[12]邹建坤.模压淬火机床桁架机械手的自动控制[D].宁夏大学,机械工程（专业学位）,2014,硕士.
[13]史治宙.TRAIL在Graves’病发病机制中作用的初步研究[D].第四军医大学,内科学,2004,硕士.
[14]陆海空.资产证券化在旅游企业的创新应用[D].北京交通大学,2014.
[15]王岩.某型桥塞的力学分析及校核[D].吉林大学,固体力学,2013,硕士.
[16]卢兆良.武汉市普通高校非体育专业大学生网球运动开展现状及对策研究[D].华中师范大学,体育教育训练学,2012,硕士.
[17]栾海燕.张明雪教授运用丹溪学派理论治疗中医心病研究[D].辽宁中医药大学,中医内科学（专业学位）,2012,硕士.
[18]高韧杰.智能仿生手臂的表面肌电信号采集与动作仿真系统设计[D].吉林大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[19]朱敏.“风干—浸泡”循环作用下损伤砂岩力学特性研究[D].三峡大学,岩土工程,2013,硕士.
[20]张保军.谈CRM在牡丹卡业务中的应用[J].中国信用卡,2003,02:33-35.
[21]马超.冲击电流发生器固相脆性材料高压放电破坏控制研究[D].沈阳理工大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[22]侯祚岸.铝粉生产中的安全技术[J].轻合金加工技术.1992(03)
[23]张芹.略论春秋时期鲁国公臣制度[D].东北师范大学,中国古代史,2012,硕士.
[24]刘超颖.大倾角有限差分深度偏移[J].石油地球物理勘探,1992,06:695-705+821.
[25]曹昊晨.庄子与嵇康人生哲学比较研究[D].南京大学,宗教学,2013,硕士.
[26]耿大钊.乙烯分离过程的模拟与优化[D].浙江大学,2006.
[27]WangMargarita.俄罗斯军火贸易研究[D].吉林大学,国际贸易学,2014,硕士.
[28]吴寅广.大型水平轴风力机刚柔耦合结构动力特性分析[D].兰州理工大学,工程力学,2013,硕士.
[29]郑笑建.控制系统网络虚拟实验室的研究与开发[D].浙江工业大学,控制理论与控制工程,2004,硕士.
[30]潘金玉.基于旅游生态足迹模型的武隆喀斯特世界自然遗产地旅游可持续发展研究[D].重庆工商大学,旅游管理,2014,硕士.
[31]卢培纪.路面冲击载荷作用下汽车动力学仿真分析[D].中北大学,机械工程,2014,硕士.
[32]刘　佳,刘伊生,陈　煦.建筑业人工成本上涨影响因素、发展趋势及对策研究[J].北京交通大学学报(社会科学版),2015,02:.
[33]钱文群.企业合并会计准则研究[D].江西财经大学,会计学,2004,硕士.
[34]魏琳.金属材质在现代公共空间壁饰设计中的应用研究[D].西南交通大学,设计艺术学,2013,硕士.
[35]骆芳.农产品加工企业农民工工资标准研究[D].武汉工业学院,企业管理,2012,硕士.
[36]王树龙.西酞普兰中间体的合成研究[D].浙江工业大学,应用化学,2004,硕士.
[37]王英凯.气相色谱质谱法测定地下水样品中的37种有机污染物[D].吉林大学,化学工程,2013,硕士.
[38]张心虎.《大鼻子的故事》英译报告[D].中南民族大学,翻译（专业学位）,2013,硕士.
[39]刘占才.内蒙古移动无线音乐精细化营销系统设计与方案研究[D].内蒙古大学,工商管理,2012,硕士.
[40]周洋.自助听力评价系统研制[D].哈尔滨工业大学,仪器仪表工程,2013,硕士.
[41]李媛.miR-132/212家族在肺癌中的作用和调控Hedgehog信号通路的机制研究[D].复旦大学,遗传学,2013,博士.
[42]周彦衡,吴俊勇,陈启超,张广韬,屈博.基于克鲁斯卡尔算法的电力系统结构脆弱性评估[J].电网技术,2013,11:3172-3177.
[43]吴宇.石墨烯微光纤传感器[A].国家外国专家局国外人才信息研究中心（InformationResearchCenterofInternationalTalent，SAFEA）、大连市外国专家局（DalianAdministrationofForeignExpertsAffairs）、中国国际贸易促进委员会大连市分会（ChinaCouncilforthePromotionofInternationalTradeDalianSub－Council）.2014第五届国际DNA和基因组活动周——2014第六届国际抗体大会会刊[C].国家外国专家局国外人才信息研究中心（InformationResearchCenterofInternationalTalent，SAFEA）、大连市外国专家局（DalianAdministrationofForeignExpertsAffairs）、中国国际贸易促进委员会大连市分会（ChinaCouncilforthePromotionofInternationalTradeDalianSub－Council）:,2014:1.
[44]唐燕南.基于环糊精的高性能低介电常数氰酸酯树脂的研究[D].苏州大学,材料加工工程,2014,硕士.
[45]张雪球.商场人员疏散影响因素研究[D].中国矿业大学,安全技术及工程,2014,硕士.
[46]王猛.大峰矿火区无线监测预警系统的设计与应用[D].西安科技大学,安全工程,2013,硕士.
[47]路威.裂隙岩体水流—传热模型试验与计算理论研究[D].北京交通大学,2012.
[48]郭晶帆.某汽车后排座椅的舒适性改进设计与研究[D].中北大学,车辆工程,2013,硕士.
[49]宋晋辉.裸燕麦（莜麦）与春小麦根系发育的比较研究[D].河北农业大学,作物栽培学与耕作学,2004,硕士.
[50]佟绍成,李庆国,柴天佑.基于神经网络的一类非线性系统自适应输出跟踪[J].自动化学报,2000,03:296-302.