用于单桨完好下的双体船航向运动控制方法、系统及介质技术方案

本发明专利技术公开了一种用于单桨完好下的双体船航向运动控制方法、系统及介质，属于船舶运动控制领域。包括：S1、选定双体船在故障时的位置与指定目标点的连线为待跟踪直线，得到双体船期望螺旋前进的方向角度θ；S2、控制双体船仅剩的螺旋桨以第一转速和第二转速交替切换，计算当前切换时刻的修正项，包括：获取相邻切换时刻双体船的位置，以两位置的中点离待跟踪直线的距离趋近于0为控制目标，通过PI控制，输出修正项；S3、以所述修正项修正当前切换的时刻的切换角度，使双体船的运行轨迹与所述待跟踪直线垂直时进行转速切换；S4、判断双体船是否到达指定目标点，若否，重复S2和S3，若是，结束控制。本发明专利技术能够使双体船在故障情况下控制的可靠性。的可靠性。的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
用于单桨完好下的双体船航向运动控制方法、系统及介质


[0001]本专利技术属于船舶运动控制领域，更具体地，涉及一种用于单桨完好下的双体船航向运动控制方法、系统及介质。

技术介绍

[0002]近年来，无人载具受到越来越多的关注，同时海洋经济日渐得到重视使得水上无人载具及其研究成为研究热点。双体船是指在两个分离的水下船体上部用加强构架连接成一个整体的“船舶”，具有两舵两螺旋桨，在船舶研究领域应用广泛。水下环境复杂多变，充满了时变的风、浪、流，这些都给双体船的执行器带来了故障隐患，当执行器出现故障时，如何快速回收故障船只进行维修具有重要的科研意义与经济意义。
[0003]当双体船的整个动力系统中仅剩一个螺旋桨可用时，即船舶的两个舵和其中一个螺旋桨均已损坏，此时船舶的动力系统已无法正常控制船舶的航向及航速，船舶已经不具备正常航行能力，由于双体船螺旋桨的不对称分布，船舶将向一个方向进行圆周运动。现有技术中，控制仅剩一个螺旋桨的双体船使其航行至指定目标点的方法为开环控制方法，该方法没有考虑船舶自身存在较大的惯性的影响，在控制航行轨迹时会存在较大的偏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于单桨完好下的双体船航向运动控制方法，其特征在于，包括：S1、选定双体船在故障时的位置与指定目标点的连线为待跟踪直线，得到双体船期望螺旋前进的方向角度θ；S2、控制双体船仅剩的螺旋桨以第一转速n
rb
和第二转速n
rs
交替切换，计算当前切换时刻的修正项包括：获取上一切换时刻与当前切换时刻双体船的位置c
i
‑1和c
i
，以c
i
‑1和c
i
的中点离待跟踪直线的距离L
i
趋近于0为控制目标，通过PI控制，输出所述修正项S3、以所述修正项修正当前切换的时刻的切换角度，使双体船的运行轨迹与所述待跟踪直线垂直时进行转速切换；S4、判断双体船是否到达指定目标点，若否，重复所述S2和所述S3，若是，结束控制。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述S2中，所述当前切换时刻的修正项为：其中，K
P
与K
I
分别为比例和积分的系数，L
i
为c
i
‑1和c
i
的中点离待跟踪直线的距离，为当前切换时刻的积分项。3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述当前切换时刻的积分项为：其中，分别为所述前切换时刻的积分项的上下限值。4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述双体船的运行轨迹与所述待跟踪直线垂直时满足：其中，ψ
i
为当前切换时刻的双体船航向角度，θ为双体船期望螺旋前进的方向角度。5.根据权利要求1
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4任意一项所述的控制方法，其特征在于，所述c
i
‑1和c
i
的中点离待跟踪直线的距离L
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为：其中，c
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‑1＝[x
i
‑1,y
i
‑1]、c
i
＝[x
i
,y
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【专利技术属性】
技术研发人员：赵金，付振宇，洪子奇，顾逸君，李萌，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：