[發明專利]一種基于橫搖預報的減搖鰭低航速減搖控制方法

有效

• 申請號: 202010973647.8
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112061328B
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 宋吉廣;梁利華;張松濤;吉明;史洪宇;王經甫
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: B63B39/06
• 分類號: B63B39/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于橫搖預報的減搖鰭低航速減搖控制方法，其特征是，包括如下步驟：

步驟一：采集安裝于減搖鰭控制箱中IMU(慣性測量單元)發送的橫搖角φ，橫搖角速度和橫搖角加速度統計過去3個半周期和當前半個周期的最大橫搖角φ_m(k-j)，角加速度和半周期值T_(k-j)，共12個輸入作為徑向基神經網絡RBF的輸入,RBF的輸出為預測的船舶下半個周期的橫搖幅值和半周期船舶以近似正弦方式進行橫搖運動，根據和半周期重構船舶下半個周期的橫搖運動序列

步驟二：根據船舶的橫搖運動方程和重構的下半周期橫搖運動序列估計船舶所受到的擾動力矩式中I_x和ΔI_x分別為相對于通過船舶重心縱軸的慣量和附加慣量，2N_u為每單位橫搖角速度引起的船舶阻尼力矩，D為船舶排水量，h為橫穩心高，M_ω為船舶受到的海浪擾動力矩；

步驟三：設半周期內共i個采樣點，在每一個采樣點時，計算控制力矩和擾動力矩之間的差值，使半個周期內差值絕對值的和最小，即最小化采用遺傳算法優化gf，以根據航速U和擾動力矩求得優化的鰭在半個周期內的運動參數t_i(i＝1,2,3,4),加速度鰭角速度減速度和鰭角停止位置α_r，根據這些參數生成鰭在半個周期內的最優運動序列

步驟四：控制箱的鰭角輸出單元在每個伺服周期，根據最優運動序列輸出指令鰭角F_c；

步驟五：鰭伺服系統根據指令F_c，驅動機械鰭角α跟蹤指令，在流體的作用下產生實際的穩定力矩M_c對抗真實的擾動力矩M_ω，從而減搖船舶的橫搖運動。

2.根據權利要求1所述的基于橫搖預報的減搖鰭低航速減搖控制方法，其特征是，在阻力機制下，依靠鰭的快速拍動產生穩定力矩，在鰭機械角度受限的情況下，定義鰭的運動在半個周期內的運動由時刻序列t_i(i＝1,2,3,4),加速度鰭角速度減速度和鰭角停止位置α_r共8個參數決定；

從0到t₁鰭停在前半個周期的停止位置；

從t₁到t₂鰭保持加速度運動，一直達到預設的鰭角速度

從t₂到t₃鰭保持角速度運動；

從t₃到t₄鰭保持減速度運動，最后停在預設位置達到預設α_r；

從t₄到半周期結束，鰭保持在α_r位置；

鰭保持較大的速度，從而在零/低航速下產生足夠的穩定力矩對抗海浪擾動力矩。