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申请/专利权人：大连海洋大学

摘要：本发明提供一种考虑恶劣海况的渔船航迹保持控制器的设计方法，包括：考虑恶劣海况，设计渔船航迹保持控制器；应用积分分离式，对渔船航迹保持控制器进行控制；基于设计的渔船航迹保持控制器，设计控制率；基于设计的控制率，设计非线性函数。本发明针对渔船设计了一款间接式航迹保持控制器，有效处理了积分项对控制系统的影响，平衡了系统控制能量。在恶劣海况的干扰下提高了航迹保持的跟踪精度，满足控制系统对稳定性、准确性与安全性的需求。本发明设计的控制器，结合基于正弦函数的非线性反馈控制算法与改进后的闭环增益成形算法，突破传统单位反馈系统的结构特点以及渔船所存在的大惯性、长时滞的固有特征，完成了控制器输入端的能量优化。

主权项：1.一种考虑恶劣海况的渔船航迹保持控制器的设计方法，其特征在于，包括：S1、考虑恶劣海况，设计渔船航迹保持控制器，具体包括：S11、构建常规的闭环控制回路，如下： 其中，ym为测量的输出，y为实际输出，且有ym＝y+n；S12、设计补灵敏度函数T，使得奇异值曲线近似表示为最大奇异值为1的一阶、二阶或三阶惯性系统的频谱曲线，取m为设计阶数，ω为交接频率，设X＝1mω，通过计算推算出控制器K： S13、取高频渐近线斜率为-20dBdec，即阶次m＝1，取交接频率ω＝0.34，此时X＝3，即得到渔船控制器Kf： S14、利用控制系统的鲁棒性，在渔船控制器Kf中加入一个的积分项，使系统在达到稳态时逼近预设的目标值，改进后的PID控制器为：KPID＝0.99+0.01s+5.87s；S2、应用积分分离式，对设计的渔船航迹保持控制器进行控制；步骤S2中，应用积分分离式，将控制改进后的PID控制器表示为： 步骤S2中，对设计的渔船航迹保持控制器进行控制的过程，具体包括：S21、当|ek|≤π30时，采用改进PID控制算法，此时β＝1，KI＝0.03，渔船航迹保持控制器为：Kf*＝0.99+0.03s+5.87sS22、当|ek|＞π30时，采用PD控制算法，此时β＝0，KI＝0.01，渔船航迹保持控制器为：Kf＝0.99+5.87sS3、基于设计的渔船航迹保持控制器，设计控制率；步骤S3中，设计的控制率为：k＝fege其中，ge是非线性反馈函数，用来进行非线性反馈转换；S4、基于设计的控制率，设计非线性函数；步骤S4中，设计的非线性函数为： 其中，γ为调整参数，e为航向误差。

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百度查询： 大连海洋大学 一种考虑恶劣海况的渔船航迹保持控制器的设计方法