✅作者简介:热爱科研的Matlab仿真开发者,修心和技术同步精进,
代码获取、论文复现及科研仿真合作可私信。
🍎个人主页:Matlab科研工作室
🍊个人信条:格物致知。
更多Matlab完整代码及仿真定制内容点击👇
🔥 内容介绍
船舶控制一直是航海领域的重要课题,而基于PD控制器实现船舶运动的主动控制成为了当前研究的热点之一。PD控制器是一种常见的控制算法,它结合了比例控制和微分控制,能够有效地抑制系统的超调和振荡现象,对于船舶运动的控制具有很好的适用性。
船舶在海上航行时受到风浪、洋流等外部环境的影响,容易产生摇摆、偏航、纵摇等运动。为了保证船舶的航行安全和舒适性,需要对船舶的运动进行有效控制。传统的被动控制方法往往难以满足实际需求,因此研究人员开始探索利用主动控制技术对船舶运动进行实时调节。
PD控制器是一种简单而有效的主动控制算法,它通过测量系统的偏差和偏差变化率来调节控制输出,能够快速响应系统的变化并抑制系统的振荡。在船舶控制领域,利用PD控制器可以实现对船舶的横摇、偏航、纵摇等运动进行精准控制,提高船舶的稳定性和航行性能。
基于PD控制实现船舶运动的主动控制涉及到多个关键技术问题。首先是传感器技术,需要利用惯性导航系统、陀螺仪、加速度计等传感器实时监测船舶的姿态和运动状态。其次是控制算法设计,需要针对不同的船舶运动特性设计相应的PD控制器参数和控制策略。此外,还需要考虑执行机构的选择和布局,确保控制指令能够准确传达到船舶各个部位。
近年来,国内外学者在船舶控制领域取得了许多研究成果。他们利用PD控制器成功实现了船舶的横摇抑制、偏航稳定、纵摇补偿等控制任务,为船舶运动的主动控制提供了新的思路和方法。同时,他们还不断探索基于PD控制的船舶控制系统在实际航行中的应用,取得了一系列令人瞩目的成果。
总的来说,基于PD控制实现船舶运动的主动控制是船舶控制领域的一个重要研究方向,具有广阔的应用前景和深远的意义。随着航海技术的不断发展和完善,相信基于PD控制的船舶控制系统将会在未来取得更大的突破和进步,为航海安全和舒适性提供更加可靠的保障。
📣 部分代码
% 主函数,文件名为boat_PDt_f = 600; % 仿真事件设定h = 0.1; % 采样时间Kp = 1; % 控制器P增益Td = 10; % 控制器D增益% 状态x = [ u v r x y psi delta ]' 赋初值x = zeros(7,1);N = round(t_f/h); % 采样量xout = zeros(N+1,length(x)+2); % 输出变量赋初值% 分支结构流程控制pi; % pi为Matlab特殊常量,表示圆周率x = xout(:,5);y = xout(:,6);psi = xout(:,7)*180/pi;delta = xout(:,8)*180/pi;U = xout(:,9);% 作图% 如果要作多个图,用figure(i),i = 1,2,3,…来实现figure(1)% 作完图之后,利用axis,xlabel等来丰富和定制图形的信息plot(y,x),grid,axis('equal'),xlabel('东面'),ylabel('北面'),title('船舶位置')figure(2)% 如果要求在一个图中作多个小图,用subplot来完成subplot(221),plot(t,r),xlabel('时间(s)'),title('偏航率r (deg/s)'),gridsubplot(222),plot(t,U),xlabel('时间(s)'),title('速度U (m/s)'),gridsubplot(223),plot(t,psi),xlabel('时间(s)'),title('偏航角\psi (deg)'),gridsubplot(224),plot(t,delta),xlabel('时间(s)'),title('舵角\delta (deg)'),grid
⛳️ 运行结果


🔗 参考文献
[1] 李文魁,陈永冰,田蔚风,等.基于MATLAB的船舶运动控制实时仿真研究[J].系统仿真学报, 2007, 19(19):5.DOI:10.3969/j.issn.1004-731X.2007.19.018.
[2] 黄学钿,邢延.基于MATLAB的船舶运动控制算法研究[J].工业控制计算机, 2012, 25(7):4.DOI:10.3969/j.issn.1001-182X.2012.07.017.
Matlab实现船舶主动控制:PD控制器在船舶运动中的应用
文章探讨了如何使用Matlab中的PD控制器进行船舶运动的主动控制,包括传感器技术、控制算法设计以及在实际应用中的研究成果。通过仿真和实例,展示了PD控制器在抑制船舶运动异常、提高稳定性的效果。
4759

被折叠的 条评论
为什么被折叠?



