[發明專利]基于事件觸發的船舶動力定位方法

有效

• 申請號: 202010162835.2
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111381595B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 張國慶;姚明啟;宋純羽;褚生甲;李紀強;張顯庫
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 大連至誠專利代理事務所(特殊普通合伙) 21242
• 代理人: 張海燕;楊威

1.一種基于事件觸發的船舶動力定位方法，其特征在于，包括：

獲取船舶當前姿態和當前速度，并根據所述當前姿態和當前速度建立船舶模型；

根據所述船舶模型獲取船舶的估計姿態和估計速度，計算當前姿態、當前速度與所述估計姿態、所述估計速度的差值；

根據所述估計速度采用魯棒神經阻尼計算魯棒神經阻尼項，并根據所述魯棒神經阻尼項、所述估計速度和所述估計姿態建立自適應估計模型，所述自適應估計模型不存在自適應律；

根據所述估計姿態和所述估計速度計算推進器的實際控制率，并根據所述實際控制率和所述差值計算自適應律；

根據所述自適應律調節推進器的實際控制輸入矢量，從而控制船舶動力定位；

根據所述實際控制率和所述差值計算自適應律，包括：

根據公式

計算自適應參數和其中，ζ＝1，2，…，q，和是控制器設計參數，和是正的調諧常數，γ_j表示自適應估計模型的誤差的反饋信號，實際控制率α_j中j＝u，v，r，α_up＝[α_u，α_v，α_r]，差值矢量e_i中i＝u，v，r，e＝[e_u，e_v，e_r]，T(β)表示推進器配置矩陣，表示推進器配置矩陣T(β)的第i行第ζ列，表示推進器配置矩陣的偽逆矩陣，表示推進器配置矩陣的第i行第ζ列；

所述根據所述估計速度采用魯棒神經阻尼計算魯棒神經阻尼項，并根據所述魯棒神經阻尼項、所述估計速度和所述估計姿態建立自適應估計模型，包括：

所述自適應估計模型為

其中，是估計姿態矢量，是估計速度矢量，α_up是實際控制率，魯棒神經阻尼項，k_vn設計控制器參數矩陣，是轉換矩陣，M是慣性矩陣，誤差矢量。

2.根據權利要求1的方法，其特征在于，計算當前姿態、當前速度與所述估計姿態、所述估計速度的差值之后，還包括：

判斷所述差值是否大于閾值，若是，則將所述估計姿態和所述估計速度更新為所述當前姿態和所述當前速度，若否，則保持所述估計姿態和所述估計速度。

3.根據權利要求1的方法，其特征在于，根據自適應律調節推進器的實際可控輸入矢量之前，還包括：

接收推進器的故障類型，所述故障類型包括：推進器在正常運行、推進器部分效率損失故障、推進器偏置故障以及推進器全部效率損失故障。

4.根據權利要求1的方法，其特征在于，根據所述自適應律調節推進器的實際控制輸入矢量，包括：

根據公式

計算實際控制命令輸入矢量的控制率，其中，v_p為實際控制命令輸入矢量的控制率，為誤差矢量，為誤差矢量的轉置矩陣；β_v是濾波器的輸出矢量，；T_i(.)表示第i個推進器配置矩陣，i＝1，2，…q；ε為常數設計參數；

根據所述實際控制命令輸入矢量的控制率，采用公式

計算推進器的實際控制輸入矢量的控制率，其中，k_p＝diag{k_p1，k_p2，…，k_pq}∈R^q×q表示驅動效率矩陣，且0≤k_pi≤1，i＝1，2，…q，是偏置故障矢量，v_p＝[v_p1，v_p2，…，v_pq]^T∈R^q是實際控制命令輸入矢量的控制率，v_pi＝|p_io|p_io，i＝1，2，…q，p_io是第i個推進器的實際控制命令輸入矢量，u_p實際控制輸入矢量的控制率；

根據所述實際控制輸入矢量的控制率，采用公式

計算推進器的實際可控輸入矢量，其中，β是方位角推進器的方位角，表示T的偽逆，T_k(·)表示矩陣T(·)的第i列，p＝[p₁，p₂，…，p_q]^T是推進器的實際可控輸入矢量。