【技术实现步骤摘要】
一种基于模糊PID的船舶自动靠泊控制方法
本专利技术涉及船舶智能航行控制领域，特别涉及一种基于模糊PID的船舶自动靠泊控制方法。
技术介绍
目前船舶的码头靠泊多采用传统的拖轮和船上缆绳配合动作，这样不仅增加了人力成本，还效率低下，并且靠泊任务需要丰富的靠泊经验支持，一些年轻的船员由于缺少靠泊经验而导致触碰码头的事故时有发生。为了增强船舶靠泊的安全性以及迎合船舶智能化、自动化的发展趋势，自动靠泊控制技术已成为船舶操控领域的研究热点。但目前针对双桨双舵船舶的自动靠泊控制还存在改进的空间。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的在于，针对双桨双舵船舶，设计一种基于模糊PID的自动靠泊控制方法，可以在不需要人工干预的情况下完成自动靠泊。本专利技术实施例提供一种基于模糊PID的船舶自动靠泊控制方法，包括：根据直线和圆弧的视线导航法将靠泊过程的航迹跟踪控制数据转化为航速控制与航向控制参数；基于双桨双舵船舶具有的错车功能以及所述航速控制与航向控制参数，构建靠泊任务的控制策略；所述控...
【技术保护点】
1.一种基于模糊PID的船舶自动靠泊控制方法，其特征在于，包括：/n根据直线和圆弧的视线导航法将靠泊过程的航迹跟踪控制数据转化为航速控制与航向控制参数；/n基于双桨双舵船舶具有的错车功能以及所述航速控制与航向控制参数，构建靠泊任务的控制策略；所述控制策略包括：将船舶的两个车令转化为进车指令和错车指令，进车指令作用于航速子系统，错车指令与舵令共同作用于航向子系统；/n通过增量式PID控制器执行靠泊过程中的所述控制策略，并根据PID参数的调节规则设计模糊规则表对PID参数进行自适应在线调整；/n根据在线调整的实时PID参数，实现双桨双舵船舶的自动靠泊。/n
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种基于模糊PID的船舶自动靠泊控制方法，其特征在于，包括：
根据直线和圆弧的视线导航法将靠泊过程的航迹跟踪控制数据转化为航速控制与航向控制参数；
基于双桨双舵船舶具有的错车功能以及所述航速控制与航向控制参数，构建靠泊任务的控制策略；所述控制策略包括：将船舶的两个车令转化为进车指令和错车指令，进车指令作用于航速子系统，错车指令与舵令共同作用于航向子系统；
通过增量式PID控制器执行靠泊过程中的所述控制策略，并根据PID参数的调节规则设计模糊规则表对PID参数进行自适应在线调整；
根据在线调整的实时PID参数，实现双桨双舵船舶的自动靠泊。
2.如权利要求1所述的一种基于模糊PID的船舶自动靠泊控制方法，其特征在于，根据直线和圆弧的视线导航法将靠泊过程的航迹跟踪控制数据转化为航速控制与航向控制参数，包括：
在船舶自动靠泊过程中，用一系列航迹点(P(1),LP(k-1),P(k),LP(n))表示船舶的路径；
在进行直线段的路径跟踪时，设置起始点P(k-1)，终止点P(k)；
当船舶沿直线运动到下一点时终止点变为P(k+1)，以中间点P(k)为圆心R为半径做一圆形；
船舶在所述圆形内转向，之后P(k)变为新的起始点，P(k+1)变为新的终止点，以此类推完成对期望路径的跟踪。
3.如权利要求2所述的一种基于模糊PID的船舶自动靠泊控制方法，其特征在于，所述直线视线导航法对路径的跟踪，包括：
在大地坐标系下，确定相关参数；所述相关参数包括：当前时刻船舶的位置为(xt,yt)、艏向为ψt，初始期望航迹与正北方向的夹角为ηi，船舶的横向位置误差大小为εt，船舶当前位置与此段路径终点的连线与当前路径的夹角为δt，当前位置与终点的距离为dt；
根据确定的所述相关参数，选择前视向量Δ，实现路径跟踪；所述前视向量为船舶长度的2～6倍；
当dt小于R时则进行下一路径点的跟踪。
4.如权利要求3所述的一种基于模糊PID的船舶自动靠泊控制方法，其特征在于，所述直线视线导航法下相关参数的几何关系包括：
(1)式中，(xk，yk)表示P(k)点的坐标；(xk-1，yk-1)表示P(k-1)点的坐标；ψd表示LOS算法得到的期望艏向；αt表示当前路径与前视向量Δ的夹角；
当船舶所处的坐标与所要跟踪的路径相差较远时，即εt＞Δ，此时令αt＝π/2，αt满足：
(2)式中，εt表示船舶的横向位置误差。
技术研发人员：韩俊庆，李伟，韦一，孟凡彬，杜亚震，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七零七研究所九江分部，
类型：发明
国别省市：江西;36
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。