自抗扰控制技术在非线性船舶动力定位中的应用

"非线性船舶动力定位控制器设计 (2011年) - 赵大威，边信黔，丁福光 - 哈尔滨工程大学学报" 这篇论文探讨了船舶动力定位控制领域的一个重要问题，即如何应对海洋环境对船舶定位的扰动。动力定位（DP）是现代船舶在海上执行精确作业的关键技术，如石油钻探平台的固定位置作业。在海洋环境中，船舶会受到风、浪、流等不可预测的扰动力影响，导致定位精度降低，这使得动力定位控制系统的设计变得极其复杂。 论文提出的解决方案是基于自抗扰控制（Active Disturbance Rejection Control, ADRC）技术设计非线性控制器。自抗扰控制是一种先进的控制策略，它能有效地估计并抵消系统内部和外部的不确定性及扰动，从而提高系统的稳定性和性能。在这个特定的应用中，非线性观测器被用来实时估计船舶的运动速度以及整个系统的总扰动。 非线性观测器是控制器的重要组成部分，它能够处理船舶动力系统中的非线性特性，例如船体的水动力、推进器效率变化等因素。通过对船舶状态的精确估计，控制器可以更准确地预测扰动影响，并采取非线性反馈来补偿这些影响，从而保持船舶在设定位置的稳定。 仿真实验的结果证实了该控制器的有效性。实验表明，该控制器具有强大的抗干扰能力和鲁棒性，即使在复杂海洋环境下也能确保船舶的动力定位精度。鲁棒性是指控制器在面对系统参数变化或未知扰动时仍能保持良好性能的能力。 此外，关键词“船舶动力定位”强调了论文的主题，而“海洋运载器”则暗示了这一技术可应用于广泛的海洋设备。非线性控制是解决非线性系统控制问题的关键方法，而“自抗扰控制”则是实现这一目标的一种创新工具。 这篇论文为船舶动力定位控制提供了新的思路，通过采用自抗扰控制技术设计非线性控制器，提高了在复杂海洋环境下的定位精度和系统的稳定性。这一研究对于改进海洋工程设备的性能和安全性具有重要意义。