船舶气动式抗横倾系统的自抗扰控制研究的任务书.docx

船舶气动式抗横倾系统的自抗扰控制研究的任务书
任务书
课题名称：船舶气动式抗横倾系统的自抗扰控制研究
1.研究背景
船舶是一种重要的运输工具，但在海上载货时，容易受到波浪的冲击，从而出现横倾等安全状况。传统的船舶稳定性控制方法往往只考虑了船体结构的稳定性，未能充分考虑外部干扰因素对船舶的影响。目前，针对船舶的横倾控制方法主要包括负重调节、换向措施和防浪隔舱等措施。这些方法虽然可以在一定程度上控制船舶的横倾，但仍然存在一些问题，比如效果不尽如人意、成本较高等。
为了解决这些问题，近年来出现了一种新型的船舶横倾控制方式——气动式抗横倾系统。该系统利用气体弹性力量对船舶的横倾进行控制，具有响应速度快、控制精度高、操作简便等优点，已逐渐被广泛应用于船舶工业中。
虽然气动式抗横倾系统已经得到了广泛的应用，但在实际操作中仍然存在一些问题。一方面，由于气动式抗横倾系统具有自身的动态特性和非线性特点，因此，在设计控制算法时必须考虑到系统自身的抗扰能力。另一方面，由于气动式抗横倾系统的参数随环境因素的改变而变化，如何在不同环境条件下实现最优的控制效果也是亟待解决的问题。
基于上述的背景，本研究旨在通过对气动式抗横倾系统的自抗扰控制算法进行研究，探究如何在复杂的环境条件下实现系统的控制精度最优化。
2.研究任务
2.1.系统建模
根据气动式抗横倾系统的特点，建立气动式抗横倾系统的数学模型。在建模过程中，需要考虑系统的气动力学特性、环境干扰以及不确定性等因素，确保模型的精确性和可靠性。
2.2.自抗扰控制算法设计
通过对气动式抗横倾系统的分析和建模，设计自抗扰控制器，并在Matlab/Simulink平台下进行仿真测试。考虑到环境因素的变化对系统参数的影响，需要采用一种自适应控制策略，使得系统能够根据环境变化实时调整控制策略，以实现控制效果的最优化。
2.3.系统实现
针对气动式抗横倾系统的自抗扰控制算法，进行实际应用。通过对实验数据的采集和分析，验证系统的控制效果，并对系统的性能进行评估。
3.研究计划
阶段
任务
时间
一
系统建模
前期调研和文献搜集
1月
气动式抗横倾系统的数学建模
2-4月
二
自抗扰控制算法设计
控制算法设计
5-9月
Matlab/Simulink平台仿真测试
10-12月
三
系统实现
算法调试和优化
1月-4月
实验数据采集和分析
5-8月
论文撰写和论文定稿
9-12月
4.参考文献
[1]L.Sun,C.Zhang.Controlofshiprollbasedonanactiveanti-rolldevice[J].TransactionsoftheRoyalInstitutionofNavalArchitects,PartA:InternationalJournalofMaritimeEngineering,2015,157(3):A213-A223.
[2]王根龙,曹毅瑜,赵莉萍,等.基于强化学习的船舶自抗扰横倾控制[J].系统仿真学报,2020,32(06):1022-1029.
[3]WanShi,YanjiangWang,NanWu,etal.Robustrollstabilizationcontrolsystemforultra-largecontainershipusingintegratedantirolltankandfinstabilizer[J].JournalofMarineScienceandTechnology,2019,24(2):249-258.
[4]LIANGFangzhou,LUDi,YANGMinghui,etal.ARollingOptimalControlApproachforanAnti-RollingFinSystem[J].MathematicalProblemsinEngineering,2020,():-.
[5]韩京华,曾思元.气动式抗横倾控制系统优化[J].上海海事大学学报,2008,29(01):42-44+47.