对非线性系统的最优控制算法、水面艇保性能动力定位反馈控制方法及动力定位控制方法技术方案

一种对非线性系统给定最优控制算法、水面艇能动力定位反馈控制增益方法及动力定位控制方法，涉及水面艇技术领域。现有技术中为了使水面艇在海洋中保持特定的位置，通常采用锚泊定位，但由于海洋风浪和执行器饱和输入受限的影响，水面艇会出现难以定点作业的问题。本申请采用的技术方案为：输入水面艇的期望位置和艏向角的状态量；输入水面艇推进器最大动力数值；通过水面艇的实际位置和艏向角的状态量与期望位置和艏向角的状态量的差值计算反馈控制增益K1；根据推进器最大动力数值计算反馈控制增益K2；根据K1和K2得到反馈控制增益K；根据反馈控制增益计算结果分配各推进器动力，实现水面艇动力定位控制。适用于不同条件下的水面定点作业。面定点作业。面定点作业。

【技术实现步骤摘要】
对非线性系统的最优控制算法、水面艇保性能动力定位反馈控制方法及动力定位控制方法


[0001]涉及水面艇
，具体涉及一种水面艇保性能动力定位控制方法。

技术介绍

[0002]在传统海洋领域中为了使水面艇在海洋中保持特定的位置，通常采用锚泊定位。锚泊定位是普遍使用的定位方式，投资及运行成本低、使用维护方便，但系统本身存在局限性，当水深超过600米时锚泊方法的成本和可行性都变得较为复杂，已经不能满足现代海洋环境下水面艇定位的要求，并且水面艇在实际执行海洋环境监测，海洋测绘等工作时经常需要定点作业。然而由于海洋风浪流和执行器饱和输入受限的影响，水面艇会出现难以进行准确定点作业的问题，所以水面环境的复杂性和现实需要的迫切性使得动力定位技术受到研究者的广泛关注。

技术实现思路

[0003]现有技术中对于水面艇在海洋中保持特定位置的方法没有考虑由于海洋风浪流和执行器饱和输入受限的影响，本专利技术提出一种方法，该方法计算量小，稳定可靠，对控制器性能要求不高，具体采用的方案为：
[0004]一种对非线性系统给定最优控制算法，所述算法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对非线性系统给定最优控制算法，其特征在于，所述算法为：将所述的最优控制算法转化为预设性能指标；具体为：所述的预设性能指标为不等式：其中，y为系统输出状态量，T为矩阵和向量的转置，γ为常数且γ>0。2.一种对非线性系统给定最优控制装置，其特征在于，所述装置包括：预设指标模块，用于将所述的最优控制算法转化为预设性能指标的；所述的预设指标模块包含以下不等式：其中，y为系统输出状态量，T为矩阵和向量的转置，γ为常数且γ>0。3.一种水面艇保性能动力定位反馈控制增益计算方法，其特征在于，所述方法包括：采集水面艇的实际位置和实际艏向角的状态量的步骤；分别获取所述实际位置与期望位置的状态量和实际艏向角与期望艏向角的状态量的差值的步骤；根据所述的两个差值计算获得反馈控制增益K1的步骤；根据水面艇推进器的最大动力数值计算反馈控制增益K2的步骤；根据K1和K2的交叉范围得到反馈控制增益K的步骤。4.根据权利要求3所述的一种水面艇保性能动力定位反馈控制增益计算方法，其特征在于，所述的计算获得反馈控制增益K1的方法为：根据所述的两个差值，采用权利要求1中所述的一种非线性系统给定最优控制算法计算获得。5.根据权利要求3所述的一种水面艇保性能动力定位反馈控制增益计算方法，其特征在于，所述的计算反馈控制增益K2的方法为：通过公式：τ(t)＝K2x(t)其中τ(t)为t时刻的实时推力，x(t)为t时刻的水面艇的实际位置和艏向角的状态量与期望位置和艏向角的状态量的差。6.一种水面艇保性能动力定位反馈控制增益计算装置，其特征在于，所述装置包括：状态量采集模块，用于采集水面艇的实际位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄兵，肖云飞，周彬，张磊，庄佳园，沈海龙，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：