[發(fā)明專利]一種船舶編隊事件觸發(fā)控制方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202210217076.4 | 申請日： | 2022-03-07 |
| 公開（公告）號： | CN114609905A | 公開（公告）日： | 2022-06-10 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 張國慶;劉上;李博;宋純羽;李紀強;韓軍;董相君;張顯庫 | 申請（專利權(quán)）人： | 大連海事大學(xué) |
| 主分類號： | G05B13/04 | 分類號： | G05B13/04 |
| 代理公司： | 大連至誠專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21242 | 代理人： | 王丹;劉麗媛 |
| 地址： | 116000 遼寧省*** | 國省代碼： | 遼寧;21 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 船舶 編隊 事件 觸發(fā) 控制 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種船舶編隊事件觸發(fā)控制方法，包括：S1、計算邏輯船舶的期望位置信號和期望艏向角；S2、獲取船舶轉(zhuǎn)向半徑Rturn，設(shè)定船舶的內(nèi)側(cè)船轉(zhuǎn)向半徑Rmax、外側(cè)船轉(zhuǎn)向半徑Rmin；確定船舶的參考轉(zhuǎn)艏角速度；S3、根據(jù)船舶的期望位置信號和期望艏向角，使用徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計權(quán)值估計器；S4、設(shè)計船舶控制器，船舶控制器用于控制船舶跟蹤參考信號；S5、設(shè)計事件觸發(fā)條件；S6、建立新的船舶模型。本發(fā)明緩和了控制器與驅(qū)動器之間通信信道的占用。通過引入徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近模型不確定項，并導(dǎo)出權(quán)值估計器對位置神經(jīng)權(quán)重在線更新，本發(fā)明采用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值估計器隨著觸發(fā)條件離散更新，更夠進一步節(jié)約控制系統(tǒng)的通信資源。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及船舶控制工程與船舶自動化航行裝備應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種船舶編隊事件觸發(fā)控制方法。
背景技術(shù)
相較于單艘船舶而言，船舶編隊具有高效率、無人化、高度自主性以及能夠在有限時間完成復(fù)雜的海事任務(wù)的特點，因此，如何將船舶編隊應(yīng)用到海事搜救作業(yè)任務(wù)中值得海洋控制界的進一步思考。隨著欠驅(qū)動船舶研究的發(fā)展，船舶編隊控制的研究受到了前所未有的關(guān)注，國內(nèi)外許多研究學(xué)者取得了較為成熟的研究成果，但是隨著人類對海洋工程實踐的探索和需求，許多問題也不斷出現(xiàn)，迎來了許多新的挑戰(zhàn)。下面我們從具體問題出發(fā)，對目前欠驅(qū)動船舶編隊研究存在的問題和不足之處進行歸納總結(jié)。現(xiàn)有的欠驅(qū)動船舶編隊控制方法很難直接應(yīng)用到海事搜救作業(yè)。盡管現(xiàn)有的欠驅(qū)動船舶編隊控制方法取得了一定的成果，但是很少有相關(guān)的制導(dǎo)方法為船舶編隊提供符合規(guī)則需求的參考信號。根據(jù)IAMSAR規(guī)則，現(xiàn)有的船舶海事搜救模式大致包括平行搜尋模式、擴展方形模式以及扇形搜索模式，值得注意的是，平行搜尋模式適用于遠洋大規(guī)模海事搜救作業(yè)因此被廣泛采用。因此，如何設(shè)計一種符合規(guī)則需求、適用于大規(guī)模船舶編隊執(zhí)行海事搜救作業(yè)的制導(dǎo)算法是當前亟待解決的問題。
在船舶編隊控制領(lǐng)域中，現(xiàn)有的多數(shù)文獻采用連續(xù)控制的方式使船舶編隊在參考軌跡上保持期望隊形。在海洋工程中，控制系統(tǒng)產(chǎn)生的命令信號需要實時地傳輸?shù)津?qū)動設(shè)備從而驅(qū)動船舶進行海事作業(yè)。然而，在船舶實際航行中，連續(xù)的控制信號可能導(dǎo)致驅(qū)動設(shè)備的頻繁操縱，進一步會導(dǎo)致驅(qū)動設(shè)備的不必要磨損和通信頻道的頻繁占用的情況，因此如何處理該問題對船舶編隊控制十分重要。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種船舶編隊事件觸發(fā)控制方法，以克服以上問題。
本發(fā)明包括以下步驟：
S1、根據(jù)平行搜尋制導(dǎo)算法，計算邏輯船舶的期望位置信號和期望艏向角；
S2、根據(jù)船舶的操縱性能，由旋回實驗獲取船舶轉(zhuǎn)向半徑Rturn，根據(jù)經(jīng)驗設(shè)定船舶的內(nèi)側(cè)船轉(zhuǎn)向半徑Rmax、外側(cè)船轉(zhuǎn)向半徑Rmin；確定船舶的參考轉(zhuǎn)艏角速度；
S3、根據(jù)船舶的期望位置信號和期望艏向角，使用徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計權(quán)值估計器；權(quán)值估計器用于對船舶位置的權(quán)重進行在線更新；
S4、根據(jù)船舶的期望位置信號和期望艏向角，設(shè)計船舶控制器，船舶控制器用于控制船舶跟蹤參考信號；
S5、設(shè)計事件觸發(fā)條件，使權(quán)值估計器與船舶控制器同步觸發(fā)，更新權(quán)值估計器、船舶控制器；
S6、根據(jù)更新后的權(quán)值估計器、船舶控制器，建立新的船舶模型。
進一步地，S1包括：
S11、計算船舶的期望位置和期望艏向角的一階時間導(dǎo)數(shù)為：
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