一种动力定位船舶循迹导引控制方法技术

本发明专利技术公开了一种动力定位船舶循迹导引控制方法。该算法首先建立大地坐标系和船体坐标系，以及船舶的数学模型；然后通过设定路径点生成的路径与船舶之间的几何位置关系生成导引策略，计算船舶当前时刻的期望艏向；应用控制算法得到控制船舶达到期望艏向所需的控制力矩；最后计算控制船舶达到期望运动速度所需要的纵向推力。该算法根据航迹信息以及航迹和船舶的相对位置计算高速循迹直线段和转弯段船舶的期望艏向，并通过纵向推力控制船舶的运动速度，计算过程简单易行，适合于工程应用。

【技术实现步骤摘要】
一种动力定位船舶循迹导弓I控制方法
本专利技术涉及一种对直线航迹段和转弯航迹段采取分段几何导引策略，仅使用纵向速度控制和艏向角控制的动力定位船舶欠驱动路径跟踪控制方法，特别涉及。
技术介绍
循迹功能，也叫路径跟踪，是动力定位船舶的重要功能，是动力定位系统的组成部分，在海洋作业和海上运输中扮演着重要的角色。根据任务和船舶运动速度的不同，循迹可分为低速循迹和高速循迹，低速循迹一般指速度在3节以下的循迹，而高速循迹的速度一般认为高于3节。对海底的搜索以及铺管、铺缆作业等特殊任务的完成都需要循迹功能的支持。比如在管道铺设时就会要求船速不能太快，船舶需要沿设定航迹以较高的精度运动，此时船舶执行功能，而且可以任意指定船舶艏向。高速循迹是相对于低速循迹而言的，海洋搜索时，要求速度较高，既要保证循迹精度，又要求对运动速度进行控制。船舶的航迹大多由设定航迹点通过直线和圆弧的连接组成。在两个航迹点之间的长距离直线航行司空见惯，通常由传统的航向自动舵功能就可以完成。但航向自动舵不能直接控制航迹偏差，难以使船舶即满足艏向要求又保证循迹的精度，已不能满足海上运输的要求。而在船舶高速循迹时，动力定位船舶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力定位船舶循迹导引控制方法，其特征在于包括如下步骤：（1）选取海平面上任意一点为原点，以正东方向为横轴、正北方向为纵轴，建立大地坐标系EOEN；然后，以船舶的几何中心为原点，以右舷方向为横轴、船艏方向为纵轴，建立船体坐标系YObX；（2）在大地坐标系和船体坐标系中建立动力定位船舶三自由度船舶高速运动数学模型：η·=JvMv·+D(v)v+C(v)v=τ式中，η表示船舶在大地坐标系中位置和艏向向量[n,e,ψ]Τ；v表示船舶在船体坐标系中线速度和角速度向量[u,v,r]Τ；τ为推进器产生的力和力矩向量[Fx,Fy,Nz]Τ；J为从船体...

【技术特征摘要】
1.一种动力定位船舶循迹导引控制方法，其特征在于包括如下步骤: (1)选取海平面上任意一点为原点，以正东方向为横轴、正北方向为纵轴，建立大地坐标系EOeN ;然后，以船舶的几何中心为原点，以右舷方向为横轴、船艏方向为纵轴，建立船体坐标系YObX ； (2)在大地坐标系和船体坐标系中建立动力定位船舶三自由度船舶高速运动数学模型: 2.根据权利要求1所述的动力定位船舶循迹导引控制方法，其特征在于所述步骤(3)中还包括以下几个步骤: ①定路径点，生成船舶运动航迹线 设DP船舶需要跟踪的航迹由大地坐标系中的设定路径点为A，B，C...

【专利技术属性】
技术研发人员：付明玉，张爱华，余玲玲，谢笑颖，焦建芳，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：