一种基于复合函数非线性修饰的船舶纵向稳性控制方法技术

技术编号:43529241 阅读:18 留言:0更新日期:2024-12-03 12:15
本发明专利技术公开了一种基于复合函数非线性修饰的船舶纵向稳性控制方法,通过当前时刻船舶的误差向量,基于闭环增益成型算法,得到控制器的输出矩阵,进而基于复合函数非线性修饰方法,依次获取经过复合函数中的第一层函数作用后的过度矩阵和经过复合函数中的第二层函数作用后的船舶纵向运动数学模型的输入矩阵,并根据船舶纵向运动数学模型,得到下一个时刻的船舶的升沉位移的实际值与纵倾角度的实际值,以实现对船舶纵向稳定性的控制。本发明专利技术能够有效减小船舶升沉位移和纵倾角度,著提高了系统的鲁棒性能,解决了超调量过大的问题,同时能够减少控制能耗,提高了海浪干扰下船舶纵向运动的鲁棒性,增强了船舶在海浪干扰中的抗纵摇能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及船舶控制,尤其涉及一种基于复合函数非线性修饰的船舶纵向稳性控制方法


技术介绍

1、船舶运动控制在船舶和海洋工程中一直是一个突出的研究课题。目前的研究热点主要集中在航向保持上、路径跟踪以及进出港靠泊等。对于船舶稳性方面控制的研究相对较少。然而,为确保船舶在风浪干扰下在海上安全航向,确保船舶稳性至关重要。船舶稳性控制可分为纵向、横向稳性控制。过度纵向摇晃即纵摇严重会导致主机失速、船体结构损坏、船员晕船和其他安全隐患。船舶纵摇严重对船舶航行和穿上人员安全造成重大安全隐患。船舶纵摇主要是由风浪和船体之间施加的不规则力引起的,而这些不规则力无法从根源上消除。因此,研究船舶纵向稳定的控制具有重要意义。在大连海事大学教学船舶“育鲲轮”上调查期间,我们观察到,当受到波浪干扰时,船会经历严重的纵倾。为确保航向安全,减少海浪干扰下的船舶纵向倾覆提高船舶纵向稳定性是极其重要的。

2、在现有的船舶纵向减摇控制研究中,仍存在超调量过大,控制能耗过高的问题。这使得船舶在纵向运动过程中存在较大的纵倾角度与升沉位移,对确保船舶航向安全是不利的。


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【技术保护点】

1.一种基于复合函数非线性修饰的船舶纵向稳性控制方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于复合函数非线性修饰的船舶纵向稳性控制方法,其特征在于,所述经过复合函数中的第二层函数作用后的船舶纵向运动数学模型的输入矩阵获取如下:

3.根据权利要求1所述的一种基于复合函数非线性修饰的船舶纵向稳性控制方法,其特征在于,所述考虑海浪干扰的船舶纵向运动数学模型建立如下:

4.根据权利要求1所述的一种基于复合函数非线性修饰的船舶纵向稳性控制方法,其特征在于,所述控制器的输出矩阵获取如下:

5.根据权利要求1所述的一种基于复合函数非线...

【技术特征摘要】

1.一种基于复合函数非线性修饰的船舶纵向稳性控制方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于复合函数非线性修饰的船舶纵向稳性控制方法,其特征在于,所述经过复合函数中的第二层函数作用后的船舶纵向运动数学模型的输入矩阵获取如下:

3.根据权利要求1所述的一种基于复合函数非线性修饰的船舶纵向稳性控制方法,其特征在于,所述考虑海浪干扰的船舶纵向运动数学模型建立如下:

4.根据权利要求1所述的一种基于复合函数非线性修饰的船舶纵向稳性控制方法,其特征在于,所述控制器的输出矩阵获取如下:

5.根据权利要求1所述的一种基于复合函数非线性修饰的船舶纵向稳性控制方法,其特征在于,还包括s5:基于taylor级数展...

【专利技术属性】
技术研发人员:张显库范佳明章沪淦
申请(专利权)人:大连海事大学
类型:发明
国别省市:

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