[發明專利]動力定位船舶的固定角度推力分配方法

有效

• 申請號: 201810052459.4
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN108333926B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 馮輝;劉夢佳;徐海祥;余文曌;韓鑫;廖剛;周志杰;盧林楓
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮西;李滿

1.一種動力定位船舶的固定角度推力分配方法，其特征在于，它包括如下步驟：

步驟1：采用3個全回轉推進器對動力定位船舶進行推進，確定上層控制器給定的船舶三個運動方向的目標推力所屬的象限，根據上述目標推力所屬的象限確定每個全回轉推進器的固定推進角度；

步驟2：根據動力定位船舶的推進器布置位置，建立固定角度分配模式下的推力分配模型；

步驟3：利用增廣拉格朗日乘子算法對所述固定角度分配模式下的推力分配模型進行求解，得到各個推進器的實際推力值；

步驟4：將各個推進器的實際推力值轉換為相應的推進器電機轉速；

所述步驟3中，利用增廣拉格朗日乘子算法對所述固定角度分配模式下的推力分配模型進行求解，得到各個推進器的實際推力值的具體過程為：

步驟301：根據等式約束和不等式約束的個數以及所要達到的算法精度，確定增廣拉格朗日乘子算法的初始值，所述初始值包括循環迭代時的推力初始值u₀，等式約束的乘子向量μ，不等式約束的乘子向量λ，懲罰參數σ₁，懲罰參數的系數η，增廣拉格朗日乘子算法的算法精度ε，下降標準系數和迭代次數k，其中，η＞1，k＝1；

步驟302：以u_k-1為初始點，k為迭代次數，u是各個推進器推力，求解minJ(u,θ)的極小點u_k；

步驟303：如果終止規則的輸出值β_k≤ε,β為增廣拉格朗日乘子算法中的終止規則函數，則終止計算，輸出u_k，u_k為各個推進器的實際推力值，否則進入步驟304；

步驟304：更新懲罰參數σ₁，若令σ_k+1＝ησ_k，否則，σ_k+1＝σ_k，k均為迭代次數，β_k表示第k次迭代的增廣拉格朗日乘子算法中的終止規則函數，β_k-1表示第k-1次迭代的增廣拉格朗日乘子算法中的終止規則函數，σ_k+1表示第k+1次迭代的懲罰參數；

步驟305：按如下公式更新乘子量：

μ_k+1＝μ_k+σh(u_k)

λ_k+1＝max{0,λ_k-g(u_k)}

式中，μ_k為第k次迭代的等式約束的乘子向量值，μ_k+1為第k+1次迭代的等式約束的乘子向量值，λ_k為第k次迭代的不等式約束的乘子向量值，λ_k+1為第k+1次迭代的不等式約束的乘子向量值，h(u_k)為上述等式約束值，g(u_k)為上述不等式約束的值；

所述步驟1中，根據上述目標推力所屬的象限確定每個全回轉推進器的固定推進角度的具體方法見如下公式：

其中，Angle為在不同推力狀態下的3個推進器對應的固定推進角度，Quadrant為象限值。