一种基于模型预测控制的大型三体无人艇航向控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于模型预测控制的大型三体无人艇航向控制方法，包括：步骤1，用户在艇端控制软件中进行用户设置并传递给控制器；步骤2，控制器将实时舵角指令返回给艇端控制软件执行。具体执行方式为：步骤2‑1，输入模块接收用户设置、无人艇实时信息以及期望艏向角信息；步骤2‑2，预测模型模块根据控制器参数得到离散状态空间模型；步骤2‑3，目标函数模块根据用户设置和控制器参数设定表征控制效果的目标函数；步骤2‑4，约束条件模块根据控制器参数确定约束条件；步骤2‑5，将目标函数、约束条件、预测模型、无人艇实时信息输入优化求解器模块，得到预测域内的开环最优控制序列；步骤2‑6，输出模块将当前时刻的舵角指令返回至艇端控制软件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无人艇航向控制领域，具体涉及一种基于模型预测控制的大型三体无人艇航向控制方法及系统。

技术介绍

1、无人艇是一种自主航行的水面运载器，被广泛应用于海洋勘测、水下资源勘探、环境监测和水下搜救等任务，在现代科学、商业和国防领域中发挥着重要作用。无人艇是一种面向特定任务的海洋装备，具有自主完成复杂任务的能力，涵盖了自主决策、感知、交互和运动控制等技术。无人艇完成任务的过程大体上可以分为任务规划、运动控制和机构执行三个层次，任务规划层的目的根据实际任务场景寻求最优的跟踪策略作为控制层的参考输入，包括路径规划、避碰策略和目标跟踪策略等；运动控制层的目的是通过控制无人艇的力和力矩等动力输入来实现所规划的跟踪策略；机构执行层的目的是利用无人艇的柴油机、螺旋桨等执行机构提供控制层所需要的动力输入。目前，无人艇发展和研究如火如荼，但综合市面上常见的无人艇来看，尺度方面，大多在10m以下，属于小型无人艇；船型方面，大多是常规单体船，以三体船为代表的新型高性能无人艇较少。

2、三体船由一个中央主船体和两个侧边片体组成，三体船共享一个主甲板及上层结构，片本文档来自技高网...

【技术保护点】

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【技术特征摘要】

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【专利技术属性】
技术研发人员：汪俊，王健，柳俊杰，梁晓锋，易宏，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：