文献类型：期刊文献

中文题名：基于反步法与RBFNN的船舶鳍减摇自适应控制

英文题名：Adaptive anti-roll fin control for ships based on Backstepping and Radial Basis Function Neural Network adaptive control

作者：王立军[1];廖声浩[1];王思思[1];贾宝柱[2];刘升友[3];尹建川[2];李荣辉[2]

机构：[1]广东海洋大学船舶与海运学院,广东湛江524009;[2]广东海洋大学、广东省南海海洋牧场智能装备重点实验室,广东湛江524088;[3]中华人民共和国湛江海事局,广东湛江524001

年份：2026

卷号：48

期号：7

起止页码：106

中文期刊名：舰船科学技术

外文期刊名：Ship Science and Technology

收录：北大核心2023、、北大核心

基金：国家自然科学基金资助项目(52171346,52271361,52571405);广东省南海海洋牧场智能装备重点实验室资助课题(2023B1212030003);广东省普通高校重点领域项目(2024ZDZX3054)。

语种：中文

中文关键词：船舶横摇运动;反步法;闭环增益成形算法;径向基函数神经网络;自适应控制

外文关键词：ship roll motion;Backstepping;closed-loop gain shaping algorithm;Radial Basis Function Neural Network(RBFNN);adaptive control

中文摘要：针对船舶航行中横摇运动控制问题,提出一种基于反步法与径向基函数神经网络(Radial Basis Function Neural Network, RBFNN)的船舶鳍减摇控制律,以实现船舶自适应减摇控制。首先,基于反步法设计获得PD型的控制器,并使用闭环增益成形算法确定其初始参数值;其次,引入RBFNN对PD控制器的初始参数进行优化,以经归一化处理的船舶横摇角度和横摇角速度作为网络输入,动态调节控制参数,从而实现自适应控制;最后,通过在随机波环境下的数值仿真试验,验证了所提控制器的减摇性能。仿真结果表明,该控制器能有效抑制船舶横摇运动,减摇率超过94%,并展现出优异的自适应能力。因此,本研究提出的控制策略可为船舶横摇运动控制提供一种高效且实用的解决方案。

外文摘要：To address the challenge of ship roll motion control during navigation,this paper proposes a ship fin anti-roll control law based on Backstepping and radial basis function neural network(RBFNN)to achieve adaptive roll reduction control.First,a PD-type controller is designed based on the Backstepping method,with its initial parameters established using a closed-loop gain shaping algorithm.Next,RBFNN is utilized to optimize the initial parameters of the PD controller,taking the normalized ship roll angle and roll angular velocity as network inputs to dynamically adjust the control parameters,thus enabling adaptive control.Finally,numerical simulation tests in random wave environments verify the roll reduction performance of the proposed controller.The simulation results show that the controller effectively suppresses ship roll motion achieving a roll reduction rate exceeding 94%,and demonstrates superior adaptability.Therefore,the proposed control strategy provides an efficient and practical solution for ship roll motion control.