[發明專利]一種高速兩棲車海豚運動穩定性智能控制方法

在審

• 申請號: 202110107925.6
• 申請日: 2021-01-27
• 公開（公告）號: CN112926276A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 杜尊峰;慕旭亮;段鑫
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F30/27;G06F30/23;G06K9/62;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 肖莉麗

本發明公開了一種高速兩棲車海豚運動穩定性智能控制方法，旨在提供一種能夠保障控制精度及穩定性的智能控制方法。包括下述步驟：根據車輛縱向穩定性的影響因素，在各影響因素的變動范圍內選取樣本點，采用車輛靜水高速直航運動仿真模型計算得到高速下的車輛縱向運動參數時歷，利用車輛縱向運動參數時歷分析得到穩定性數值特征，將各樣本點及其對應的穩定性數值特征組合建立分類識別數據庫；利用支持向量機分類識別方法對分類識別數據庫進行分類識別，得到目標分類結果；使用得到的目標分類結果作為高速運動下車輛縱向穩定性的判別依據，控制車輛壓浪板角度的調節，完成高速下車輛穩定性的控制調節。該方法確保航行穩定性的同時，避免過度調節。

技術領域

本發明涉及高速兩棲車技術領域，更具體的說，是涉及一種高速兩棲車海豚運動穩定性智能控制方法。

背景技術

海豚運動是船舶縱向運動過程中的一種姿態不穩定的現象，表現為縱搖角以及垂向升沉量的不斷變化，其往往出現在滑行艇等小型快速水面艦艇上，而高速下航行姿態的改變過大往往導致船體結構遭受局部過大載荷，對人員舒適性甚至航行安全都有嚴重影響。而對于高速水陸兩棲車，其自身的長寬比相較于高速艇而言較小，其航行姿態受外界力的影響更加明顯，因此其在高速航態下的縱向運動穩定性問題依然不可忽視。

一般來說，滑行體的速度越高，其越容易發生海豚運動，而通過調整車輛的重心在縱向的位置雖能在一定程度上延后海豚運動發生的速度節點，但是其調節能力有限，并且當重心過于靠前時，會對車輛在中低速階段的性能有較大不利影響，使其難以順利進入滑行狀態。

阻流板和壓浪板作為常見的船舶航行性能姿態調節的裝置，能夠改變底面的動壓力分布，起到控制縱搖姿態和改善海豚運動穩定性的效果；但是作為一種附體結構，其作用相對固定，用于高速艇時姿態單一且可控性差，對航態的改變不能很好的適應，在某些航行工況下容易出現過度調節的情況。

因此，需要在兩棲車航行過程中實現上述附體的動態調節，并且在調節過程中克服根據經驗方法控制車輛的調節裝置的不足，提高縱向穩定性的控制精度。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中存在的技術缺陷，而提供一種能夠保障控制精度及穩定性的高速兩棲車海豚運動穩定性智能控制方法。

為實現本發明的目的所采用的技術方案是：

一種高速兩棲車海豚運動穩定性智能控制方法，包括下述步驟：

步驟1，根據目標兩棲車和壓浪板模型建立車輛靜水高速直航運動仿真模型；

步驟2，根據車輛縱向穩定性的影響因素，在各影響因素的變動范圍內選取樣本點，采用步驟1建立的所述車輛靜水高速直航運動仿真模型計算得到高速下的車輛縱向運動參數時歷，利用所述車輛縱向運動參數時歷分析得到穩定性數值特征，將各樣本點及其對應的所述穩定性數值特征組合建立分類識別數據庫；

步驟3，利用支持向量機分類識別方法對步驟2所建立的分類識別數據庫進行分類識別，得到目標分類結果；

步驟4，使用步驟3得到的目標分類結果作為高速運動下車輛縱向穩定性的判別依據，控制車輛壓浪板角度的調節，完成高速下車輛穩定性的控制調節。

所述步驟2包括下述步驟：

步驟2.1，將重心縱向位置參數l_xg、體積傅氏數Fr_▽和壓浪板的下旋角度α作為車輛縱向穩定性的影響因素，根據各影響因素變動的范圍，建立車輛縱向運動穩定性的參數設計空間；

步驟2.2，采用拉丁超立方抽樣方法在步驟2.1所建立的所述車輛縱向運動穩定性的參數設計空間內抽取樣本點參數形成一次輸入參數集；

步驟2.3，將所述一次輸入參數集中的樣本點參數分別輸入步驟1所述的車輛靜水高速直航運動仿真模型進行計算，得到一次仿真輸出結果，即收斂后的車輛縱搖角時歷θ(t)與升沉時歷z(t)；