船舶航向保持中的混沌运动控制

doi:10.3724/SP.J.1087.2013.00234

计算机应用 ›› 2013, Vol. 33 ›› Issue (01): 234-238.DOI: 10.3724/SP.J.1087.2013.00234

船舶航向保持中的混沌运动控制

李天伟¹,刘晓光¹,彭伟骅²,李伟¹

1. 海军大连舰艇学院航海系，辽宁大连 116018
2. 海军驻上海沪东中华造船有限公司军事代表室，上海 260129

收稿日期:2012-07-18 修回日期:2012-08-21 出版日期:2013-01-01 发布日期:2013-01-09
通讯作者: 李天伟
作者简介:李天伟(1963-)，男，辽宁鞍山人，教授，博士生导师，博士，主要研究方向：船舶混沌运动控制、航海装备信息处理及智能控制；刘晓光(1974-)，男，山东莱阳人，工程师，主要研究方向：军事航海模拟训练、模拟器；彭伟骅(1963-)，男，山东泰安人，高级工程师，主要研究方向：航海设备的研制与检验；李伟(1981-)，男，湖北天门人，讲师，硕士，主要研究方向：军事航海模拟训练、模拟器。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51169007);海军大连舰艇学院科研发展基金资助项目(20122412)

Chaotic ship maneuvering control in course-keeping

LI Tianwei¹,LIU Xiaoguang¹,PENG Weihua²,LI Wei¹

1. Department of Navigation, Dalian Naval Academy, Dalian Liaoning 116018, China
2. Navy Military Representative Department, Hudong Zhonghua Shipbuilding Company Limited, Shanghai 260129, China

Received:2012-07-18 Revised:2012-08-21 Online:2013-01-01 Published:2013-01-09
Contact: LI Tianwei

摘要/Abstract

摘要： 针对船舶航行中的混沌运动控制问题，从船舶操纵运动非线性模型入手，提出了一种基于受控混沌系统Melnikov函数的矩形脉冲微扰控制方法。控制方法利用矩形脉冲对混沌系统参量进行微扰控制。通过求解混沌系统的同宿轨道，构造受控混沌系统的Melnikov函数，结合Melnikov函数简单零点出现的边界条件以数学的方法确定微扰脉冲参数的取值，避免了实施混沌控制时控制脉冲参数选择的盲目性。船舶混沌运动控制的仿真实验显示，所提方法能将系统混沌运动快速稳定至周期轨道上，且其振幅降为原混沌系统的8.5%；同时实验结果表明了所提方法在船舶混沌运动控制中的有效性。

关键词: 航向保持, 矩形脉冲, 参量微扰, 同宿轨道, Melnikov函数

Abstract: Concerning the problem of chaotic maneuvering control for sailing ship, a rectangular impulsive parametric perturbation control method based on the Melnikov function of controlled chaotic system was proposed through the non-linear ship steering model. The proposed method perturbed the chaotic system parameters by using rectangular pulse. Through solving the chaotic system's homoclinic orbit and constructing the Melnikov function of controlled chaotic system, the value range of the pulse parameters was fixed by mathematic method with reference to the simple zero boundary conditions of Melnikov function, and this method avoided blindly choosing the pulse parameters when controlling chaos. The experiments for the chaotic ship steering control show that, the proposed method can stabilize the chaotic system to periodic orbits, and amplitude of the stabilized system is only 8.5% of the original system. The experimental results demonstrate the effectiveness of the proposed method for the chaotic ship steering control.

Key words: course-keeping, rectangular pulse, parametric perturbation, homoclinic orbit, Melnikov function

中图分类号:

TP13
U661.33

李天伟刘晓光彭伟骅李伟. 船舶航向保持中的混沌运动控制[J]. 计算机应用, 2013, 33(01): 234-238.

LI Tianwei LIU Xiaoguang PENG Weihua LI Wei. Chaotic ship maneuvering control in course-keeping[J]. Journal of Computer Applications, 2013, 33(01): 234-238.

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Chaotic ship maneuvering control in course-keeping

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