[發明專利]一種使用多水面船的無動力浮體協同定位控制方法有效
| 申請號： | 202011176584.X | 申請日： | 2020-10-29 |
| 公開（公告）號： | CN112230566B | 公開（公告）日： | 2023-05-05 |
| 發明（設計）人： | 夏國清;孫創;夏小明;李鵬;張坤 | 申請（專利權）人： | 哈爾濱工程大學 |
| 主分類號： | G05B17/02 | 分類號： | G05B17/02 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 150001 黑龍江省哈爾濱市南崗區*** | 國省代碼： | 黑龍江;23 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 使用 水面 動力 體協 定位 控制 方法 | ||
1.一種使用多水面船的無動力浮體協同定位控制方法，其特征在于：具體實現步驟如下：
1)導引系統計算出無動力浮體各個時刻的期望位置及其關于時間的一階導數和二階導數即船舶的速度和加速度，能夠使船舶平穩的到達期望的位置，并將得到的期望的位置，速度和加速度信息并傳給無動力浮體控制器；
2)傳感器系統將測量的無動力浮體和多水面船的位置信息傳遞給非線性擴張狀態觀測器，無動力浮體控制器和多水面船協同控制器；
3)環境干擾分別作用在無動力浮體和多水面船系統；
4)非線性擴張狀態觀測器綜合信息分別對無動力浮體和多水面船的速度和由環境干擾和不確定性組成的復合干擾的估計，并將估計的速度和復合干擾分別傳遞給無動力浮體控制器和多水面船協同控制器；
5)無動力浮體控制器綜合信息，得到控制指令，將控制指令傳遞控制分配系統；控制分配系統計算出每條拖鏈上需要提供的最小拉力，并將信息傳遞給拖鏈系統；
6)拖鏈系統計算當前多水面船的期望隊形，并傳遞給多水面船協同控制器；
7)通信系統將當前的通信信息傳遞給多水面船協同控制器；
8)多水面協同控制器綜合信息得到多水面船協同控制的控制指令，將控制指令傳遞給多水面船系統，多水面船的執行機構執行控制指令，實現多水面船的移動，同時將實際的控制力傳遞給非線性擴張狀態觀測器；
9)拖鏈系統計算當前的拖鏈拉力，并將拖鏈拉力傳遞給無動力浮體和非線性狀態觀測器，無動力浮體實現位置移動。
2.根據權利要求1所述的一種使用多水面船的無動力浮體協同定位控制方法，其特征在于：多水面船通過拖鏈與無動力浮體連接。
3.根據權利要求1所述的一種使用多水面船的無動力浮體協同定位控制方法，其特征在于：基于無動力浮體引導，多水面船協同跟蹤無動力浮體的控制策略：
多水面船協同控制器設計過程如下：
定義第i條船的跟蹤誤差為
對上式求導得出
上式中是zi1,θij,θi關于時間的導數，
因此，設計的虛擬控制率如下
上式中Ki1是設計控制增益矩陣；
定義第二個跟蹤誤差為
對上式求導得出
上式中為虛擬控制率αi的導數；是zi2的導數；
因此多水面船設計的控制率如下
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