一种抛料控制方法、装置及航行设备制造方法及图纸

本申请公开一种抛料控制方法、装置以及航行设备，该方法应用于航行设备，航行设备包括第一执行机构和第二执行机构，包括：获取第一行驶速度以及航行设备的实时行驶速度；根据第一行驶速度和实时行驶速度计算第一输出值，根据第一输出值控制第一执行机构，以控制航行设备的实时行驶速度；根据实时行驶速度，确定第一抛料速度；获取实时抛料速度，根据第一抛料速度和实时抛料速度计算第二输出值，根据第二输出值控制第二执行机构，以控制航行设备的实时抛料速度。一方面通过负反馈控制来分别控制行驶速度和抛料速度，使二者都趋于设定值，另一方面通过实时行驶速度来计算第一抛料速度，以行驶速度控制抛料速度，两方面相互结合达到平稳抛料的目的。平稳抛料的目的。平稳抛料的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种抛料控制方法、装置及航行设备


[0001]本专利技术涉及自动控制领域，特别是涉及一种抛料控制方法、装置及航行设备。

技术介绍

[0002]比例积分微分控制，简称PID控制，是最早发展起来的控制策略之一，由于其算法简单、鲁棒性好和可靠性高，被广泛应用于工业过程控制，至今仍有90％左右的控制回路具有PID结构。PID控制根据给定值和实际输出值构成控制偏差，将偏差按比例、积分、微分通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制。
[0003]目前养殖户通常采用人工撒料和固定料台等机械装置抛料进行喂养，这些方式都存在问题；(1)人工抛料不均匀造成水产品长势不均匀，一次性投料过多也会污染水质，造成水产品应激反应，带来巨大的损失。使用现有的机械装置定点投喂，有覆盖面不广的缺陷，同时也会使水产生物产生惰性，不利于生长。(2)目前常规的固定式喂料装置都是采用单一的控制方法，在固定位置，设置不同的档位，固定流量的输出抛料，又或者采用可移动式抛料装置，以固定的输出速率移动抛料，较少的考虑自动调节，缺少动态变化，不利于科学喂养。
[0004]常规的船速控制都是PID闭环控制，能够提高无人船在各种天气和外界因素下的稳定性，但是无法避免一些自我策略的失误，和一些难以调节的条件，使得输出的船速达不到标准输出，在抛料速度固定或使用人工抛料的基础上，这会使得无人船在抛料过程中抛料不均，不利于科学喂养。
[0005]结合无人船的发展趋势，在水产养殖等方面的发展趋势，自动化程度会越来越高，无人作业的情况越来越普遍，对控制的稳定性要求越来越严格，这就要求设备能够在指定区域进行精准控制，科学合理的完成抛料任务，因此专利技术人在专利技术创造过程中，发现有必要提出一种抛料控制方法，通过船速控制抛料速度，当船速变化时使得抛料速度也适应性地变化，达到平稳抛料的目的。

技术实现思路

[0006]本申请提供一种抛料控制方法、装置及航行设备。一方面通过负反馈控制来控制航行设备的行驶速度和抛料速度，另一方面通过航行设备的实时行驶速度计算设定的第一抛料速度，以行驶速度控制抛料速度，两方面相互结合达到平稳抛料的目的。
[0007]本专利技术实施例提供以下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术实施例提供一种抛料控制方法，应用于航行设备，航行设备包括第一执行机构和第二执行机构，方法包括：
[0009]获取第一行驶速度以及航行设备的实时行驶速度；
[0010]根据第一行驶速度和实时行驶速度计算第一输出值，根据第一输出值控制第一执行机构，以控制航行设备的实时行驶速度；
[0011]根据实时行驶速度，确定第一抛料速度；
[0012]获取实时抛料速度，根据第一抛料速度和实时抛料速度计算第二输出值，根据第二输出值控制第二执行机构，以控制航行设备的实时抛料速度。
[0013]在一些实施例中，航行设备包括第一传感器，获取航行设备的实时行驶速度，包括：
[0014]获取第二行驶速度，获取第一传感器采集的第一数据，根据第二行驶速度和第一数据确定航行设备的实时行驶速度，其中，第一传感器包括九轴传感器，第一数据包括三轴加速度计数据、三轴陀螺仪数据和三轴磁力计数据。
[0015]在一些实施例中，根据第一行驶速度和实时行驶速度计算第一输出值，根据第一输出值控制第一执行机构，以控制航行设备的实时行驶速度，包括：
[0016]根据第一行驶速度和实时行驶速度计算第一差值，根据第一差值通过第一控制算法计算第一输出值，根据第一输出值控制第一执行机构的电机转速，以控制航行设备的实时行驶速度；
[0017]其中，第一控制算法包括位置式比例积分微分控制算法，位置式比例积分微分控制算法的公式如下：
[0018][0019]其中，u|n|为n时刻的第一输出值，K
p
为比例系数，e[n]为n时刻输入的第一差值，T为采样周期，T
l
为积分时间常数，e[i]为i时刻输入的第一差值，e[n
‑
1]为n
‑
1时刻输入的第一差值，T
d
为微分时间常数。
[0020]在一些实施例中，根据第一抛料速度和实时抛料速度计算第二输出值，根据第二输出值控制第二执行机构，以控制航行设备的实时抛料速度，包括：
[0021]根据第一抛料速度和实时抛料速度计算第二差值，根据第二差值通过第二控制算法计算第二输出值，根据第二输出值控制第二执行机构的电机转速，以控制航行设备的实时抛料速度；
[0022]其中，第二控制算法包括增量式比例积分微分控制算法，其中增量式比例积分微分控制算法的公式如下：
[0023]Δu[n]＝k
p
{e[n]‑
e[n
‑
1]}+K
l
e[n]+K
d
{e[n]‑
2e[n
‑
1]+e[n
‑
2]}
[0024]其中，Δu[n]为第二输出值，K
p
为比例系数，e[n]为n时刻输入的第二差值，e[n
‑
1]为n
‑
1时刻输入的第二差值，e[n
‑
2]为n
‑
2时刻输入的第二差值，T为采样周期，T
l
为积分时间常数，T
d
为微分时间常数，为积分系数，为微分系数。
[0025]在一些实施例中，航行设备包括第二传感器，根据实时行驶速度，确定第一抛料速度，包括：
[0026]获取航行设备的航行距离信息，根据航行距离信息确定航行设备的剩余航行距离，以及获取第二传感器采集的第二数据，确定未抛料重量；
[0027]根据剩余航行距离和实时行驶速度，计算第一时间，其中，第一时间等于剩余航行距离/实时行驶速度；
[0028]根据未抛料重量和第一时间，计算第一抛料速度，其中，第一抛料速度等于未抛料
重量/第一时间。
[0029]在一些实施例中，获取实时抛料速度，包括：
[0030]获取航行设备的航行时间信息，确定已航行时间，并根据第二数据确定已抛料重量；
[0031]根据已抛料重量和已航行时间，计算实时抛料速度，其中，实时抛料速度为已抛料重量/已航行时间。
[0032]在一些实施例中，航行设备按照第一轨迹行驶，定义o为地球的球心，角c为第一轨迹上的相邻的两个轨迹点与球心o连线后所成的角，方法还包括：
[0033]获取第一轨迹上的相邻的两个轨迹点的经纬度信息，根据经纬度信息计算角c的角度；
[0034]将角c的角度转换为弧度，并根据弧度计算相邻的两个轨迹点之间的距离，以求得第一轨迹上所有相邻的轨迹点之间的距离，所有相邻的轨迹点之间的距离相加以得到第一轨迹的长度。
[0035]在一些实施例中，获取航行设备的航行距离信息，根据航行距离信息确定航行设备的剩余航行距离，包括：
[0036]获取航行设备的航行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抛料控制方法，其特征在于，应用于航行设备，所述航行设备包括第一执行机构和第二执行机构，所述方法包括：获取第一行驶速度以及所述航行设备的实时行驶速度；根据所述第一行驶速度和所述实时行驶速度计算第一输出值，根据所述第一输出值控制所述第一执行机构，以控制所述航行设备的实时行驶速度；根据所述实时行驶速度，确定第一抛料速度；获取实时抛料速度，根据所述第一抛料速度和所述实时抛料速度计算第二输出值，根据所述第二输出值控制所述第二执行机构，以控制所述航行设备的实时抛料速度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述航行设备包括第一传感器，所述获取所述航行设备的实时行驶速度，包括：获取第二行驶速度，获取所述第一传感器采集的第一数据，根据所述第二行驶速度和所述第一数据确定所述航行设备的实时行驶速度，其中，所述第一传感器包括九轴传感器，所述第一数据包括三轴加速度计数据、三轴陀螺仪数据和三轴磁力计数据。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一行驶速度和所述实时行驶速度计算第一输出值，根据所述第一输出值控制所述第一执行机构，以控制所述航行设备的实时行驶速度，包括：根据所述第一行驶速度和所述实时行驶速度计算第一差值，根据所述第一差值通过第一控制算法计算第一输出值，根据所述第一输出值控制所述第一执行机构的电机转速，以控制所述航行设备的实时行驶速度；其中，所述第一控制算法包括位置式比例积分微分控制算法，所述位置式比例积分微分控制算法的公式如下：其中，u|n|为n时刻的第一输出值，K
p
为比例系数，e[n]为n时刻输入的第一差值，T为采样周期，T
l
为积分时间常数，e[i]为i时刻输入的第一差值，e[n
‑
1]为n
‑
1时刻输入的第一差值，T
d
为微分时间常数。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一抛料速度和所述实时抛料速度计算第二输出值，根据所述第二输出值控制所述第二执行机构，以控制所述航行设备的实时抛料速度，包括：根据所述第一抛料速度和所述实时抛料速度计算第二差值，根据所述第二差值通过第二控制算法计算所述第二输出值，根据所述第二输出值控制所述第二执行机构的电机转速，以控制所述航行设备的实时抛料速度；其中，所述第二控制算法包括增量式比例积分微分控制算法，其中所述增量式比例积分微分控制算法的公式如下：Δu[n]＝K
p
{e[n]
‑
e[n
‑
1]}+K
l
e[n]+K
d
{e[n]
‑
2e[n
‑
1]+e[n
‑
2]}其中，Δu[n]为第二输出值，K
p
为比例系数，e[n]为n时刻输入的第二差值，e[n
‑
1]为n
‑
1时刻输入的第二差值，e[n
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：钟羽，周将官，田二军，张开根，周洁，张明宇，
申请(专利权)人：深圳中科讯联科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：