航行补给中的补给船同步控制

摘要

船舶的航行补给是指船舶航行过程中，在保持补给船和被补给船两船相对方位与距离固定的情况下，把补给船上的燃料或食品转移到被补给船上的一种特殊操作。对航行中的船舶进行补给作业可减少船舶进出港次数和对固定基地的依赖性，增大船舶的作战半径和连续作战的能力。航行补给作业中的船舶不可避免地会受到外部环境扰动的影响，这会导致补给船与被补给船航行不同步，使补给作业失败。因此，对航行补给中的补给船进行同步控制是航行补给作业安全顺利进行的保障，具有重要的现实意义。
　　本文首先考虑界已知的外部环境扰动，在被补给船的某一舷外引入与其航迹距离相对固定的虚拟航迹，采用动态面控制方法设计补给船的同步控制律，使得补给船跟踪虚拟航迹，实现补给船与被补给船的航行同步控制;进一步，考虑补给船所遭受的有界未知时变环境扰动，应用自适应技术设计自适应律，估计未知时变环境扰动的界，基于此，采用动态面控制方法设计补给船的自适应鲁棒同步航行控制律，实现补给船与被补给船的同步航行;又考虑补给船所遭受到的未知时变环境扰动，构造非线性扰动观测器，估计外界环境扰动，基于此，采用矢量逆推设计工具，设计补给船的鲁棒同步控制律，实现补给船与被补给船的航行同步控制，为航行中补给作业的安全进行提供保障。最后，以一艘补给船为例，在Matlab/Simulink环境下，分别对上述所设计的三种补给船的同步航行控制律进行仿真，仿真结果验证了所设计控制律的有效性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及其意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文的主要工作与内容安排

第2章 船舶运动模型及预备知识

2．1 船舶运动的数学模型

2．2 基础知识

2．3 Backstepping方法和动态面控制方法

第3章 基于动态面控制方法的补给船航行同步控制

3．1 问题描述

3．2 补给船航行同步控制律设计

3．3 仿真研究

3．4 本章小结

第4章 基于动态面控制方法的补给船航行自适应鲁棒同步控制

4．1 问题描述

4．2 补给船航行自适应鲁棒控制律设计

4．4 仿真研究

4．5 本章小结

第5章 基于矢量逆推方法的补给船航行鲁棒同步控制

5．1 问题描述

5．2 补给船航行鲁棒同步控制律设计

5．2．1 扰动观测器设计及稳定性分析

5．2．2 同步控制律设计及稳定性分析

5．3 仿真研究

5．4 本章小结

第6章 总结与展望

参考文献

攻读学位期间公开发表论文

致谢