利用气垫船执行机构实现的航向广义切换控制方法技术

本发明专利技术提供的是一种利用气垫船执行机构实现的航向广义切换控制方法。(1)外层广义监督器监督气垫船控制系统的模拟量信号，并对所述模拟量信号进行分级量化；(2)对不同环境和船体姿态信息下制定出控制类，在每个控制类内层又包括操纵面协调控制的控制方案组合；(3)通过分级量化得到相应激活权值的输出，即信号yj，激活响应的第j个控制类，并根据期望输出信号和实际输出信号的偏差大小，对外层连接权值进行更新；(4)控制类内部通过滞留切换逻辑执行对应的多操纵面协调控制方案，并对控制方案进行实时更新。本发明专利技术较普通控制方法更加有效，使气垫船的回转更加稳定和快速。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种气垫船的航向广义切换控制方法，具体地说是一种利用环境和船体的多方位信息、基于CMAC的气垫船特有执行机构的广义切换控制方法。
技术介绍
目前，国内外对气垫船航向控制方面的研究已经有了一定的研究成果，但是大部分都是通过操纵气垫船的空气舵进行航向控制。另外，气垫船早期采用人工操控方式，主要是依靠驾驶员观察气垫船空间运动参数的变化，直接操纵执行机构。由于全垫升气垫船在风浪中航行时稳定性较差，采用人工操纵方式，不容易得到较好的控制品质，甚至可能会造成气垫船的高速回转和侧滑等危险的航行状态，更甚还可能造成翻船等严重事故。为了提高操控水平，节省时间和能源，使气垫船能够按照期望的航向航行或回转，国内外都进行了大量的研究。美国的费恩等科学家建立了气垫船四自由度操纵运动模型，并分析了全垫升气垫船的操纵性，提出了各种情况下相对优越的控制方案。DamonCummings等人还建立了气垫船的六自由度空间运动数学模型，利用牛顿迭代法对其求解，但是此类数学模型时理想化的模型。Heber本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用气垫船执行机构实现的航向广义切换控制方法，其特征是：(1)外层广义监督器监督气垫船控制系统的模拟量信号，并对所述模拟量信号进行分级量化，所述模拟量信号包括横倾角、航速、风速；(2)控制类组，对不同环境和船体姿态信息下制定出控制类，在每个控制类内层又包括操纵面协调控制的控制方案组合；(3)外层切换逻辑，通过分级量化得到相应激活权值的输出，即信号yj，激活响应的第j个控制类，并根据期望输出信号和实际输出信号的偏差大小，对外层连接权值进行更新；(4)内层切换逻辑，控制类内部通过滞留切换逻辑执行对应的多操纵面协调控制方案，并对控制方案进行实时更新。

【技术特征摘要】
2015.09.24 CN 201510616256X1.一种利用气垫船执行机构实现的航向广义切换控制方法，其特征是：
(1)外层广义监督器监督气垫船控制系统的模拟量信号，并对所述模拟量信号进行分
级量化，所述模拟量信号包括横倾角、航速、风速；
(2)控制类组，对不同环境和船体姿态信息下制定出控制类，在每个控制类内层又包括
操纵面协调控制的控制方案组合；
(3)外层切换逻辑，通过分级量化得到相应激活权值的输出，即信号yj，激活响应的第j
个控制类，并根据期望输出信号和实际输出信号的偏差大小，对外层连接权值进行更新；
(4)内层切换逻辑，控制类内部通过滞留切换逻辑执行对应的多操纵面协调控制方案，
并对控制方案进行实时更新。
2.根据权利要求1所述的利用气垫船执行机构实现的航向广义切换控制方法，其特征
是外层广义监督器中采用的气垫船的6自由度运动数学模型是：
其中ξ,η,ζ分是固定坐标系的坐标系，分别指向正北、正东和地心，ψ是艏向角，θ是纵倾
角，是横倾角，u,v,r分别是轴向速度，p,r,q分别为姿态角速度。
3.根据权利要求2所述的利用气垫船执行机构实现的航向广义切换控制方法，其特征
是对模拟量信号进行分级量化包括：
采集当前时刻实际航向角ψ、期望航向角ψd、侧滑角β、横倾角航速V以及绝对风速Vw的
模拟量，送入广义监督器，并设定与最佳期望值的容许偏差的最大上限，分别记为对采集到的模拟量进行分层量化，切割成许多不连续的参考状态，这些不连续的参考状态
分别对应到CMAC中不同的记忆空间。
4.根据权利要求3所述的利用气垫船执行机构实现的航向广义切换控制方法，其特征
是每个控制类内层的操纵面协调控制的控制方案组合采用多操纵面协调控制的控制方法，

【专利技术属性】
技术研发人员：刘向波，林孝工，李恒，王成龙，丁福光，付明玉，王元慧，李娟，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23