[發明專利]一種船舶航向復合控制方法及裝置

在審

• 申請號: 201710400667.4
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN106990788A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 劉勝;孫志;宋偉偉;姚力夫;譚銀朝;張磊
• 申請（專利權）人: 威海海洋職業學院
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識產權代理有限公司11514
• 代理人: 孟凡臣

1.一種船舶航向復合控制方法，其特征在于，包括：

檢測船舶航向的實際航向角和實際舵角；

根據所述實際航向角，基于訓練的正向辨識模型，獲得辨識航向角；

根據所述辨識航向角、所述實際航向角、所述實際舵角和預設航向角，基于訓練的逆向辨識模型，計算第一前饋補償量；

根據所述預設航向角和所述實際航向角，基于魯棒控制器，計算第二前饋補償量；

根據所述第一前饋補償量和所述第二前饋補償量，計算修正后的理論舵角。

2.根據權利要求1所述的船舶航向復合控制方法，其特征在于，在所述根據所述實際航向角，基于訓練的正向辨識模型，獲得辨識航向角的步驟之前，還包括：

獲取樣本數據；

根據所述樣本數據，采用最小二乘支持向量機算法，訓練正向辨識模型。

3.根據權利要求2所述的船舶航向復合控制方法，其特征在于，在所述獲取樣本數據的步驟之后，在所述根據所述辨識航向角、所述實際航向角、所述實際舵角和預設航向角，基于訓練的逆向辨識模型，計算第一前饋補償量的步驟之前，還包括：

根據所述樣本數據，采用最小二乘支持向量機算法，基于二次規劃方法，訓練逆向辨識模型。

4.根據權利要求1所述的船舶航向復合控制方法，其特征在于，所述根據所述辨識航向角、所述實際航向角、所述實際舵角和預設航向角，基于訓練的逆向辨識模型，計算第一前饋補償量，包括：

根據所述辨識航向角和所述實際航向角，計算航向角調節量；

根據所述航向角調節量、所述實際舵角和預設航向角，基于訓練的逆向辨識模型，計算第一前饋補償量。

5.根據權利要求1所述的船舶航向復合控制方法，其特征在于，所述根據所述第一前饋補償量和所述第二前饋補償量，計算修正后的理論舵角，包括：

根據所述第一前饋補償量和所述第二前饋補償量，采用理論舵角計算方法，計算修正后的理論舵角。

6.一種船舶航向復合控制裝置，其特征在于，包括：

檢測模塊，用于檢測船舶航向的實際航向角和實際舵角；

辨識模塊，用于根據所述實際航向角，基于訓練的正向辨識模型，獲得辨識航向角；

第一前饋補償量計算模塊，用于根據所述辨識航向角、所述實際航向角、所述實際舵角和預設航向角，基于訓練的逆向辨識模型，計算第一前饋補償量；

第二前饋補償量計算模塊，用于根據所述預設航向角和所述實際航向角，基于魯棒控制器，計算第二前饋補償量；

理論舵角計算模塊，用于根據所述第一前饋補償量和所述第二前饋補償量，計算修正后的理論舵角。

7.根據權利要求6所述的船舶航向復合控制裝置，其特征在于，所述裝置，還包括：

數據獲取模塊，用于獲取樣本數據；

正向訓練模塊，用于根據所述樣本數據，采用最小二乘支持向量機算法，訓練正向辨識模型。

8.根據權利要求7所述的船舶航向復合控制裝置，其特征在于，所述裝置，還包括：

逆向訓練模塊，用于根據所述樣本數據，采用最小二乘支持向量機算法，基于二次規劃方法，訓練逆向辨識模型。

9.根據權利要求6所述的船舶航向復合控制裝置，其特征在于，所述第一前饋補償量計算模塊，包括：

航向角調解量計算單元，用于根據所述辨識航向角和所述實際航向角，計算航向角調節量；

第一前饋補償量計算單元，用于根據所述航向角調節量、所述實際舵角和預設航向角，基于訓練的逆向辨識模型，計算第一前饋補償量。

10.根據權利要求6所述的船舶航向復合控制裝置，其特征在于，所述理論舵角計算模塊，具體用于：

根據所述第一前饋補償量和所述第二前饋補償量，采用理論舵角計算方法，計算修正后的理論舵角。