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基于RBF-ARX模型的船舶航向保持控制研究的开题报告
一、选题的背景和意义
船舶在航行过程中，需要对其航向进行控制，以保证安全、高效和规范的航行。因此，船舶航向保持控制一直是船舶自动控制的重要研究领域。目前，随着船舶自主控制技术的快速发展，越来越多的船舶开始采用自主控制系统来进行航行控制。而对于自主控制系统，基于数学建模和控制算法的研究是达到高效控制的必要前提。
在船舶航向保持控制领域，RBF-ARX模型是一种被广泛应用的数学建模方法，在实际应用中有着较优的表现。RBF-ARX模型结合了径向基函数网络和自回归外部输入模型，其模型框架简单、参数量较少，且能够较好地处理复杂的航向调节问题。本文将基于RBF-ARX模型开展船舶航向保持控制研究，以实现高效、安全的船舶自主控制。
二、研究内容和目标
本文的研究旨在探究RBF-ARX模型在船舶航向保持控制问题上的应用。具体而言，本文将从模型建立、仿真验证和实验应用三个方面展开研究：
（1）模型建立：在研究中，将建立基于RBF-ARX模型的船舶航向保持控制模型并调节其参数，以确定合适的模型配置。
（2）仿真验证：采用Matlab/Simulink等仿真工具，通过对船舶模型的仿真、性能分析和波动状况分析，验证所建立模型的准确性和可行性，验证船舶航向保持控制模型的效果。
（3）实验应用：进行实际的船舶模型试验，收集数据以验证所建立模型的可靠性和参数优化问题，实现船舶的自主控制。
最终的目标是建立一种基于RBF-ARX模型的船舶航向保持控制方法，并通过实验验证其可行性和优越性，为船舶自主控制提供解决方案。
三、研究方法和实现途径
本文将采用如下方法和实现途径：
（1）研究RBF-ARX模型的工作原理、特点和适用范围，通过充分的文献调研来建立相应的数学模型。
（2）采用Matlab等模拟软件建立船舶航向保持控制的模拟仿真平台，验证模型可行性和准确性，在此基础上调整模型参数，获得更佳的控制效果。
（3）进行实际船舶试验，收集数据以验证所建立模型的可靠性和参数优化问题，实现船舶的自主控制，并对试验数据进行处理和分析。
四、预期结果和意义
通过本文的研究，预计将达成如下研究成果和意义：
（1）建立一种高效、精确的船舶航向保持控制模型，丰富了船舶自主控制技术的方法体系，提高了航行控制的可靠性和精度。
（2）通过在Matlab等软件中的仿真验证和实际船舶模型试验，验证所建立模型的可行性和优越性，为船舶自主控制提供一种有效的解决方案。
（3）通过本文的研究，为进一步科学理论方法支撑的船舶自主控制技术研发提供了一个有效的思路，促进了相关领域的发展。
五、可能存在的问题和解决方案
在本文研究过程中，可能会出现如下问题：
（1）模型参数无法准确调整，导致模型效果不佳。
（2）实际船舶试验过程中的波动因素等造成数据收集和分析的困难。
解决方案：
（1）通过对模型参数调节的不断尝试，获得较为理想和稳定的控制效果。
（2）通过精确计算并在实验前做出相应的技术改进，以减小波动因素的影响，保证数据收集和分析的准确性和有效性。
六、论文的总体安排
一、引言
二、相关理论研究
1、RBF-ARX模型基本原理
2、船舶航向保持控制基本原理
三、基于RBF-ARX模型的船舶航向保持控制方法
1、模型建立
2、参数调节
3、实验应用
四、实验结果分析
1、仿真验证结果
2、实际试验结果
五、结论与展望
七、参考文献