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船舶航向自适应PID控制器的设计与应用
资料介绍
本文对基于单神经元PID控制器在船舶航向控制中的应用进行了仿真研究。
在PID控制器的结构简单、鲁棒性强等特点的基础上，结合单神经元的自适应、自组织、自学习的特点，设计出一种具有自适应性、结构简单、鲁棒性较强的船舶航向控制器。最后对其进行仿真研究。
首先，本文给出神经元的基本原理，以及船舶航向控制设计中的数学模型。
先从传统PID控制器设计开始，将其应用到船舶航向控制上，考虑到船舶航向的经济效益，设计线性二次最优控制器，将航向保持精度和燃料损耗进行折中处理，最终控制效果达到两者最优。
其次，为了达到自适应的目的，在PID控制的基础上，将其与单神经元相结合，并对算法进行改进，构成改进型的单神经元自适应PID控制器。
最后，在Simulink中建立仿真模型，单神经元部分用S-函数进行描述，对所设计的控制器进行仿真验证，将各种干扰加之于设计的控制器上，检测其鲁棒性，并变换不同的被控对象，验证控制器的自适应能力。结果表明所设计的控制器具有一定的鲁棒性与自适应性，仿真结果良好。
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