为了适应长江中游航道整治工程的需求,长江航道局决定开发建设用于铺设软体排进行护底作业的铺排船,以保证航道整治工程的质量。目前,铺排船的定位控制大都采用手动的方式来实现,主要依靠操作人员的工作经验,来协调控制各锚缆的收放长度,以便实现它的定位。本文主要研究实现铺排船的自动控制,使控制机构可以实时地响应铺排船位置的变化,调整铺排船的航向和航迹,实现自动定位。 鉴于铺排船运动控制系统的数学模型是系统仿真实验的基础,本文首先对铺排船航向控制的数学模型进行了初步的研究,建立了铺排船运动控制的数学模型。这为后续的铺排船运动控制系统的仿真提供了必要的基础。 随后,本文根据铺排船运动控制的特点,设计了一种自适应模糊控制器。在各种自适应模糊控制方案中,选择了一种基于比例因子自调整的自适应模糊控制器。在此基础上,构造出了模糊控制器的输入输出语言变量值的隶属度函数和模糊控制规则。应用于铺排船航向控制系统时,系统的控制品质获得比较满意的效果。 最后,本文从工程应用的角度出发,把遗传算法引入到铺排船自适应模糊控制器的优化中,优化了模糊控制器隶属度函数的形状。通过仿真试验,系统的控制品质有了进一步的提高。 目前,由于本项目尚缺乏可供借鉴的成熟经验,因此在技术上实现上具有一定的难度,要达到成熟还需要不断的探索与研究。另外,本文中采用的智能控制技术是控制理论发展的高级阶段,基于遗传算法的自适应模糊控制研究在理论上已经取得了一些成果,但是仍存在很多问题有待进一步研究。