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申请/专利权人：大连海事大学
摘要：本发明提供一种恶劣海况下基于模型预测控制的船舶航行控制方法，包括如下步骤：构建恶劣海况下水面船舶的连续型运动学模型；基于期望轨迹，对连续型运动学模型进行离散化；基于离散型船舶运动模型，对船舶的未来运动状态进行预测，得到船舶的未来运动状态结果；根据船舶的未来运动状态结果设计用于量化船舶未来运动状态与期望状态之间的偏差的代价函数；根据约束条件对船舶的控制输入进行限制，求解最优控制变量，对离散型船舶运动模型进行控制；根据波浪数据及船舶姿态信息，调整设定船舶受浪角；利用时间和事件双重触发机制控制船舶的转向时机，实现船舶沿“Z”字形轨迹航行。可提高船舶在恶劣海况下的安全性、自主性和稳定性。
主权项：1.一种恶劣海况下基于模型预测控制的船舶航行控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、构建恶劣海况下水面船舶的连续型运动学模型；S2、基于期望轨迹，对连续型运动学模型进行离散化，得到离散型船舶运动模型；S3、基于离散型船舶运动模型，对船舶的未来运动状态进行预测，得到船舶的未来运动状态结果；S4、根据船舶的未来运动状态结果设计用于量化船舶未来运动状态与期望状态之间的偏差的代价函数；S5、根据约束条件对船舶的控制输入进行限制，求解最优控制变量，对离散型船舶运动模型进行控制；S6、根据波浪数据及船舶姿态信息，调整设定船舶受浪角；S7、利用时间和事件双重触发机制控制船舶的转向时机，实现船舶沿“Z”字形轨迹航行；对于恶劣海况下存在海浪干扰的船舶运动的连续型数学模型具体为： 其中，是船舶运动数学模型的状态变量；u3＝δ是船舶运动数学模型的控制输入；v，r，ψ和δ表示横漂速度，艏摇角速度，艏向角和舵角，是海浪干扰；和是船舶运动数学模型的参数矩阵，具体为： 其中， 其中，m′船舶质量的无量纲值；x′C船舶中心到重心距离的无量纲值；是船长；是航速；I′zz是惯性矩的无量纲值；是流体动力导数，其回归公式如下： 其中，B为船宽；T为吃水；Cb是方形系数；Aδ代表舵舵叶面积。
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权利要求：
百度查询： 大连海事大学 一种恶劣海况下基于模型预测控制的船舶航行控制方法
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