船舶路径跟踪的控制方法、系统和存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种船舶路径跟踪的控制方法、系统和存储介质，方法包括：将PID控制律应用于船舶控制器并存储第一船舶状态和第一控制输入数据；采用欧拉离散方式对船舶运动模型离散化，得到线性预测模型；采用线性回归方式对第一船舶状态和第一控制输入数据进行估计，并结合回归变量构建船舶估计模型；根据第一船舶状态、第一控制输入数据、线性预测模型和船舶估计模型计算得到船舶线性时变预测模型；将模型预测控制律应用于线性时变预测模型并存储第二船舶状态和第二控制输入数据；根据上述船舶状态和控制输入数据计算控制序列并更新船舶路径控制状态。本发明专利技术在提高船舶路径跟踪精度的情况下，减少计算量。本发明专利技术可应用于船舶控制技术领域。

【技术实现步骤摘要】
船舶路径跟踪的控制方法、系统和存储介质
本专利技术涉及船舶控制
，尤其是一种船舶路径跟踪的控制方法、系统和存储介质。
技术介绍
目前，大多数货船都是欠驱动的，通过配备螺旋桨和舵来进行纵荡和横摇运动，但是，由于目前船舶运动相关的流体力学是非线性特性的，因而没有相应的执行器直接控制横摇运动，导致难以实现精确的船舶路径跟踪控制。其中，路径跟踪控制的目的是在没有时间参数化的情况下将对象的运动限制在空间中的指定路径。对于模型预测控制，其可以为处理复杂的非线性系统动力学和系统约束提供一个灵活的框架，然而，对于一个包含复杂高阶非线性项的系统，直接将模型预测控制应用于非线性系统模型可能会花费大量的计算量，而过度简化可能会导致性能和控制精度的降低。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于：提供一种船舶路径跟踪的控制方法、系统和存储介质，其能在将模型预测控制应用于非线性系统模型时，降低计算量并提高性能和控制精度。第一方面，本专利技术实施例提供了：一种船舶路径跟踪的控制方法，包括以下步骤：将PID控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船舶路径跟踪的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将PID控制律应用于船舶控制器并存储第一船舶状态和第一控制输入数据；/n采用欧拉离散方式对船舶运动模型离散化，得到线性预测模型；/n采用线性回归方式对第一船舶状态和第一控制输入数据进行估计，并结合回归变量构建船舶估计模型；/n根据第一船舶状态、第一控制输入数据、线性预测模型和船舶估计模型计算得到船舶线性时变预测模型；/n将模型预测控制律应用于所述线性时变预测模型并存储第二船舶状态和第二控制输入数据；/n根据第一船舶状态、第一控制输入数据、第二船舶状态和第二控制输入数据计算得到控制序列；/n根据控制序列的第一个元素更新船舶路径控制状态...

【技术特征摘要】
1.一种船舶路径跟踪的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
将PID控制律应用于船舶控制器并存储第一船舶状态和第一控制输入数据；
采用欧拉离散方式对船舶运动模型离散化，得到线性预测模型；
采用线性回归方式对第一船舶状态和第一控制输入数据进行估计，并结合回归变量构建船舶估计模型；
根据第一船舶状态、第一控制输入数据、线性预测模型和船舶估计模型计算得到船舶线性时变预测模型；
将模型预测控制律应用于所述线性时变预测模型并存储第二船舶状态和第二控制输入数据；
根据第一船舶状态、第一控制输入数据、第二船舶状态和第二控制输入数据计算得到控制序列；
根据控制序列的第一个元素更新船舶路径控制状态。


2.根据权利要求1所述的一种船舶路径跟踪的控制方法，其特征在于，所述将PID控制律应用于船舶控制器并存储第一船舶状态和第一控制输入数据，其具体为：
将PID控制律应用于船舶控制器后，迭代第一预设次数后存储第一船舶状态和第一控制输入数据。


3.根据权利要求1所述的一种船舶路径跟踪的控制方法，其特征在于，所述采用欧拉离散方式对船舶运动模型离散化，得到线性预测模型，包括：
采用欧拉离散方式对船舶运动模型离散化，得到离散模型；
对所述离散模型进行线性转换，得到线性预测模型。


4.根据权利要求1所述的一种船舶路径跟踪的控制方法，其特征在于，所述采用线性回归方式对第一船舶状态和第一控制输入数据进行估计，并结合回归变量构建船舶估计模型，包括：
采用线性回归方式对第一船舶状态和第一控制输入数据进行估计；
获取回归变量的数值；
根据估计结果和回归变量的数...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘佳仑，张培，李诗杰，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42