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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:高怡倩
研究生(外文):Yi-chien Kao
論文名稱:類神經網路於波浪中拖船系統最佳化控制之應用
論文名稱(外文):The Application of the Neural Network on the Optimization Control of the Towing System in Waves
指導教授:方銘川方銘川引用關係
指導教授(外文):Ming-chung Fang
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:系統及船舶機電工程學系碩博士班
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:103
中文關鍵詞:類神經網路拖船系統PD控制
外文關鍵詞:neural networkPD controltowing system
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本文發展了一套結合類神經網路自調式PD控制器之船舶運動數學模式來模擬控制拖船之角度,藉調整拖船之拖曳角度的改變而產生不同的分力作用於被拖船上,以達到被拖船航線與航向之控制。本文中考慮在規則波中以不同的波向及不同的波長下做探討,並且加上風力及漂移力的影響下,以類神經網路自動控制來模擬被拖船之航向軌跡及運動狀態。由模擬計算結果發現本文發展之類神經網路自調式PD控制器,一般的確可達到較佳且快速之控制並節省了許多傳統PD控制尋找最佳化增益參數所消耗之時間。因此本文建立之數學模式,對於海上或限制水域之拖船系統控制評估可提供有用之參考價值。
The present paper develops a ship motion mathematical model including the neural network self-tuning PD control to simulate the towing angle of the tugboats. Through the automatic control on the towing angle, the tracking trajectory and course keeping of the towed ship can be handled well. The towing system is considered in regular wave with different headings and frequencies. The effects due to the wind force and wave drift are also included. From the present simulation results, we find that the neural network self-tuning PD controller developed here indeed can achieve a better and quick control on the course keeping of the towed ship and save the consuming time for searching the optimal control gain which the conventional PD controller can not do. Therefore the mathematical model including the neural network self-tuning PD control can offer a valuable reference to the towing system control at sea or confined water area.
中文摘要 I
Abstract II
誌 謝 III
目錄 IV
表目錄 VI
圖目錄 VII
符號說明 XIII
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 文獻回顧 2
1.3 研究方法與本文架構 5
第二章 數學模式 6
2.1座標系統 6
2.2運動方程式 8
2.3 Froude-Krylov力 12
2.4 繞射力 13
2.5 風力 15
2.6波浪漂流力 15
第三章 類神經網路控制理論 17
3.1 類神經網路理論 17
3.1.1神經元模型 17
3.1.2倒傳遞類神經網路 20
3.2 PD控制理論 26
3.3自調式類神經PD控制器 27
3.3.1 系統鑑別網路設定 28
3.3.2 PD參數自調整控制設定 32
第四章 結果與討論 36
4.1 計算船型 36
4.2 定向模擬航行 37
4.2.1類神經PD控制,波長船長比 =0.3時 38
4.2.2類神經PD控制, 波長船長比=1時 53
4.3 在限制航道中模擬航行 67
4.3.1類神經PD控制, 波長船長比=0.3時 67
4.3.2類神經PD控制, 波長船長比=1.0時 81
4.4 實際範例之比較 95
第五章 結論與未來展望 98
參考文獻 100
自 述 103
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21.卓永烱,應用類神經網路於船舶減搖控制器之研究,國立成功大學系統及船舶機電工程研究所碩士論文,民國九十七年。
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