【摘 要】
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自动控制技术和人工智能技术不断迅速地发展,使得无人驾驶飞机、无人驾驶汽车高智能等新兴科技陆续进入到我们的现实日常生活中,而无人船也逐渐进入了人们崭新的视野。由于它在广阔的海洋活动中应用范围很广,所以无人船是目前海洋工程的一个研究热点。自动舵在无人船的操纵中是一个关键环节,它为实现快速、准确的导航和完成作业命令提供了有力的依据。自动舵的运行方式有两种,分别是航向控制自动舵和航迹控制自动舵。所以本论文
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自动控制技术和人工智能技术不断迅速地发展,使得无人驾驶飞机、无人驾驶汽车高智能等新兴科技陆续进入到我们的现实日常生活中,而无人船也逐渐进入了人们崭新的视野。由于它在广阔的海洋活动中应用范围很广,所以无人船是目前海洋工程的一个研究热点。自动舵在无人船的操纵中是一个关键环节,它为实现快速、准确的导航和完成作业命令提供了有力的依据。自动舵的运行方式有两种,分别是航向控制自动舵和航迹控制自动舵。所以本论文着重于对在自动舵辅助下的无人船进行了详细的研究,并对其进行了讨论:（1）在对有关文献进行综述的基础上,对国内、外无人船的研究现状及与之相关的发展进行了分析与总结。通过构建地面、船体坐标系统,对船体的受力、力矩进行分析,然后构建整体模型,并对周围的风、浪、流等干扰分别进行分析,最终建立了一个完整的无人船运动数学模型。（2）介绍了传统PID理论,并阐述了三种不同的PID控制算法:位置式PID控制算法、增量式PID控制算法和积分分离式PID控制算法。然后,通过模糊规则介绍了模糊PID航向控制相关概念以及原理。（3）将变论域的相关概念引入到无人船模糊PID控制系统,并确定伸缩因子的选取,然后阐述了单输入单输出伸缩因子模糊规则设计以及双输入单输出伸缩因子模糊规则设计。（4）在Visual Studio 2017的平台上考虑在有、无风、浪、流干扰情况下,采用C++语言分别对无人船进行传统PID控制、模糊PID控制、单输入单输出伸缩因子模糊PID控制以及双输入单输出伸缩因子模糊PID控制的仿真实验,实验表明,与常规PID控制和模糊PID控制相比,变论域模糊PID控制在初始航向时间、超调量和调整时间上都有明显的优越性。
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