一种恶劣海况下基于非线性复合函数的船舶航向保持控制方法技术

本发明专利技术一种恶劣海况下基于非线性复合函数的船舶航向保持控制方法，包括以下步骤：建立Nomoto船舶运动模型；基于Nomoto船舶运动模型，利用三阶闭环增益成形算法设计控制器；将风干扰和浪干扰加入Nomoto船舶模型中，得到恶劣海况船舶运动模型；设计基于恶劣海况船舶运动模型的非线性复合函数；将非线性复合函数与控制器相结合，得到集成控制器；基于集成控制器，实现恶劣海况下，船舶航向的有效控制。该方法将非线性复合函数串联在PD控制器与二阶振荡环节之间，能较好地实现航向保持控制的目的，减少舵角输出具有更好的节能效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水面船舶在恶劣海况下的控制技术，具体而言，尤其涉及一种恶劣海况下基于非线性复合函数的船舶航向保持控制方法，属于恶劣海况下的水面船舶运输。

技术介绍

1、随着全球化贸易的不断扩大和海上运输的增长，船舶安全航行显得尤为重要。大风浪等恶劣海况对船舶安全航行提出了更大的挑战，使得船舶在保持预定航线时面临极大困难。大风浪中，船舶不仅需要频繁操舵，有时甚至需要使用大舵角以保持稳定航行。船舶航向的精准控制，不仅关乎船舶运营的经济性和安全性，而且是实现有效运动控制的核心问题。

2、目前已有一些可行的研究方法，如专利cn202410025395.4公开了一种双输入非线性修饰的船舶航向保持控制方法，方法包括以下步骤：包括建立非线性nomoto船舶模型,设计预设航向,计算预设航向与实际航向的差值,通过差值使用闭环增益成形算法计算控制输入,基于双输入非线性修饰技术对船舶的控制输入进行修饰,操舵伺服系统对控制输入进行舵角和舵速限制,将风干扰、浪干扰加入在非线性nomoto船舶模型中,基于限制后的船舶舵角、舵速、预设航向以及加入风、浪干扰的非线性nomoto本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种恶劣海况下基于非线性复合函数的船舶航向保持控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种恶劣海况下基于非线性复合函数的船舶航向保持控制方法，其特征在于，所述基于Nomoto船舶运动模型，利用三阶闭环增益成形算法设计控制器过程如下：

3.根据权利要求1所述的一种恶劣海况下基于非线性复合函数的船舶航向保持控制方法，其特征在于，所述风干扰的表达式如下

4.根据权利要求1所述的一种恶劣海况下基于非线性复合函数的船舶航向保持控制方法，其特征在于，该方法适用于恶劣海况，所述恶劣海况限定为在八级风作用下得到的海浪模型；所述八级风作用下得到...

【技术特征摘要】

1.一种恶劣海况下基于非线性复合函数的船舶航向保持控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种恶劣海况下基于非线性复合函数的船舶航向保持控制方法，其特征在于，所述基于nomoto船舶运动模型，利用三阶闭环增益成形算法设计控制器过程如下：

3.根据权利要求1所述的一种恶劣海况下基于非线性复合函数的船舶航向保持控制方法，其特征在于，所述风干扰的表达式如下

4.根据权利要求1所述的一种恶劣海况下基于非线性复合函数的船舶航向保持控制方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国帅，王诗淼，张显库，章文俊，张镇欢，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：