双螺旋桨双舵船舶多工况操纵性与操纵推进综合智能控制研究

Realization of integrated optimal intelligent control for manoeuvring and main propulsion system of twin-propeller/twin-rudder ship is a scientific question to be solved to realize safe, energy-efficient environmental navigation in such kind of the surface vessel. Considering the problems of maneuverability under normal and unusual working conditions, integrated maneuvering and propulsion control and interaction effect of ship motion state and main diesel engine working condition, an integrated optimal intelligent control algorithm for twin-propeller/twin-rudder ship maneuvering and propulsion, is emphatically studied aim of optimizing interaction of ship steering and propeler propulsion. A neuro-fuzzy model with recursive structure based dynamic adaptive control algorithm is proposed, which can realize a algorithm with least learning parameters, and guarantee it with simple structure, small calculations and steady control performances. This intelligent algotithm is explored and combined with incorporate integrated optimal control for steering and propeler propulsion of twin-propeller/twin-rudder ship. The integrated intelligent control method for twin-propeller/twin-rudder ship steering and propeler propulsion is investigated according to characteritics of ship speed and main engine running. A ship intelligent control simulation system will be developed for verifying the proposed integrted intelligent control method and key technique. The research result of the proposed project will provide some novel control methodologies for twin-propeller/twin-rudder ship integrated intelligent control of manoeuvring and propulsion system.

对双螺旋桨双舵船舶操纵与推进系统进行综合优化智能控制，是实现该类船舶安全高效节能环保航行所需亟待解决的科学问题。针对双桨双舵船舶在舵桨正常和异常多工况下的操纵性、操纵与推进综合控制问题，拟重点研究以优化操舵与螺旋桨推进之间交互作用为目标，综合考虑船舶运动状态与柴油主机工况之间的相互影响，探索船舶向操纵与推进的综合优化智能控制方法。提出一种具有递归结构的神经模糊模型，得到一种实现最少学习参数，结构简化，计算量小且控制性能稳定的动态自适应控制算法，并探索将其结合应用于双桨双舵船舶操舵与螺旋桨推进交互耦合系统的一体化综合优化智能控制。研究根据航速和柴油主机运行特征对双桨双舵船舶航向操纵和主推进系统进行综合智能控制的方法。将生成船舶智能控制仿真系统验证本申请的双桨双舵船舶综合智能控制方法和关键技术。本研究工作将为探索实现双桨双舵船舶/舰船操纵与推进系统一体化智能优化控制，提供新的控制思路和方法。

对双螺旋桨双舵船舶操纵与推进系统进行综合优化智能控制，是实现该类船舶安全高效节能环保航行所需亟待解决的重要科学问题。针对双桨双舵船舶在舵桨正常和异常多工况下的操纵性、操纵与推进综合控制问题，本项目重点研究以优化双桨双舵船舶操舵与螺旋桨推进之间交互作用为目标，综合考虑船舶运动状态与柴油主机工况之间的相互影响，探索船舶向操纵与推进的综合优化智能控制方法。研究根据航速和柴油主机运行特征，船舶航向操纵和主推进系统进行综合智能控制的方法。本项目的研究内容为双桨双舵船舶多工况下的操纵性、操纵与主推进综合优化智能控制这两个主要部分。.项目实现了申请书提出的研究目标：建立了精度满足控制要求的包含海洋环境干扰的双桨双舵船舶运动数学模型，研究了双桨双舵船舶在多工况下的操纵性，探索实现了面向一类双桨双舵船舶运动与主推进复杂系统的综合智能控制方法。将这种船舶一体化优化控制策略，与船舶动态神经模糊自适应控制算法相结合，可实现船舶主推进系统的动态综合优化控制，达到改进船舶操纵性、节能航行并保证船舶航行安全和稳定性的要求，进而实现船舶总体性能的优化控制。研制生成了船舶综合智能控制仿真系统，并用以验证了双桨双舵船舶综合智能控制方法和关键技术。.结合上述研究工作，在科学出版社出版《船舶智能控制与自动化系统》，《船舶运动自适应滑模控制》专著二部，在国际和国内重要学术期刊和学术会议发表相关论文50余篇，其中多数被SCI或EI收录。本研究工作成果为探索实现双桨双舵船舶操纵与推进系统一体化智能优化控制，提供了新的控制思路和方法。