[發(fā)明專利]一種基于CAN總線的舵鰭聯(lián)合減搖控制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010574066.7
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111552186B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設計）人: 關巍;張濤;張顯庫;張國慶;蘇作靖
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產(chǎn)權代理有限公司 11385
• 代理人: 馮靜

1.一種基于CAN總線的舵鰭聯(lián)合減搖控制方法，其特征在于，包括：

獲取船舶的舵鰭聯(lián)合系統(tǒng)的線性數(shù)學模型；

基于CAN總線，獲取所述船舶的當前時刻的橫搖角和航向角；

根據(jù)所述舵鰭聯(lián)合系統(tǒng)的線性數(shù)學模型，采用閉環(huán)增益成形算法確定所述船舶的舵鰭聯(lián)合系統(tǒng)控制模型；所述舵鰭聯(lián)合系統(tǒng)控制模型以所述橫搖角和所述航向角為輸入，以鰭角和舵角為輸出；

根據(jù)所述當前時刻的橫搖角和航向角和所述舵鰭聯(lián)合系統(tǒng)控制模型確定所述船舶的鰭角和舵角；

基于CAN總線，根據(jù)所述船舶的鰭角和舵角對應控制所述船舶的鰭機和舵機；返回所述基于CAN總線，獲取所述船舶的當前時刻的橫搖角和航向角的步驟；

所述獲取所述船舶的舵鰭聯(lián)合系統(tǒng)的線性數(shù)學模型，之前還包括：

利用公式確定所述船舶的舵鰭聯(lián)合系統(tǒng)的線性數(shù)學模型；其中，x₁為橫搖角速度，x₂為艏搖角速度，x₃為船舶的橫搖角，x₄為船舶的艏搖角，u₁為船舶的減搖鰭控制角，u₂為船舶的舵控制角，y₁、y₂為所述線性數(shù)學模型的輸出，a₁₁、a₁₂、a₂₁、b₁₁、b₁₂、b₂₁和b₂₂為所述線性數(shù)學模型的系數(shù)；

所述根據(jù)所述舵鰭聯(lián)合系統(tǒng)的線性數(shù)學模型，采用閉環(huán)增益成形算法確定所述船舶的舵鰭聯(lián)合系統(tǒng)控制模型，具體包括：

利用公式確定所述船舶的舵鰭聯(lián)合系統(tǒng)控制模型，其中，T₁₁和T₂₂為船舶的舵鰭聯(lián)合系統(tǒng)控制模型的調節(jié)參數(shù)，s為拉普拉斯算子。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于CAN總線的舵鰭聯(lián)合減搖控制方法，其特征在于，所述船舶的舵鰭聯(lián)合系統(tǒng)控制模型的補靈敏度函數(shù)為：

3.一種基于CAN總線的舵鰭聯(lián)合減搖控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

線性數(shù)學模型獲取模塊，用于獲取船舶的舵鰭聯(lián)合系統(tǒng)的線性數(shù)學模型；

當前時刻姿態(tài)獲取模塊，用于基于CAN總線，獲取所述船舶的當前時刻的橫搖角和航向角；

舵鰭聯(lián)合系統(tǒng)控制模型確定模塊，用于根據(jù)所述舵鰭聯(lián)合系統(tǒng)的線性數(shù)學模型，采用閉環(huán)增益成形算法確定所述船舶的舵鰭聯(lián)合系統(tǒng)控制模型；所述舵鰭聯(lián)合系統(tǒng)控制模型以所述橫搖角和所述航向角為輸入，以鰭角和舵角為輸出；

鰭角和舵角確定模塊，用于根據(jù)所述當前時刻的橫搖角和航向角和所述舵鰭聯(lián)合系統(tǒng)控制模型確定所述船舶的鰭角和舵角；

控制模塊，用于基于CAN總線，根據(jù)所述船舶的鰭角和舵角對應控制所述船舶的鰭機和舵機；返回所述基于CAN總線，獲取所述船舶的當前時刻的橫搖角和航向角的步驟；

線性數(shù)學模型確定模塊，用于利用公式確定所述船舶的舵鰭聯(lián)合系統(tǒng)的線性數(shù)學模型；其中，x₁為橫搖角速度，x₂為艏搖角速度，x₃為船舶的橫搖角，x₄為船舶的艏搖角，u₁為船舶的減搖鰭控制角，u₂為船舶的舵控制角，y₁、y₂為所述線性數(shù)學模型的輸出，a₁₁、a₁₂、a₂₁、b₁₁、b₁₂、b₂₁和b₂₂為所述線性數(shù)學模型的系數(shù)；

所述舵鰭聯(lián)合系統(tǒng)控制模型確定模塊具體包括：

舵鰭聯(lián)合系統(tǒng)控制模型確定單元，用于利用公式確定所述船舶的舵鰭聯(lián)合系統(tǒng)控制模型，其中，T₁₁和T₂₂為船舶的舵鰭聯(lián)合系統(tǒng)控制模型的調節(jié)參數(shù)，s為拉普拉斯算子。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種基于CAN總線的舵鰭聯(lián)合減搖控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

補靈敏度函數(shù)確定模塊，用于利用公式確定補靈敏度函數(shù)。