申请/专利权人：北京海兰信数据科技股份有限公司

申请日：2020-03-23

公开（公告）日：2023-01-20

公开（公告）号：CN111367178B

主分类号：G05B13/04

分类号：G05B13/04

优先权：["20191226 CN 2019113646306"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.01.20#授权;2020.07.28#实质审查的生效;2020.07.03#公开

摘要：本发明提供一种船舶自动舵的自适应控制装置及方法。该装置包括：船舶基础参数采集模块，用于采集船舶当前的船舶基础参数；船模参数处理模块，用于根据船舶基础参数得到船模待确认参数，判断该船模待确认参数是否符合预设船模参数阈值；船舶观测状态参数计算模块，用于根据船模参数得到船舶观测状态参数；目标舵令计算模块，用于根据预设目标航向、目标转向率、船模参数和船舶观测状态参数计算得到目标舵令，将目标舵令发送至舵机控制器。本发明通过采集船舶当前的船舶基础参数，进而计算出目标舵令，实现根据船舶航行所处的外界条件改变而自发改变控制参数的目的，能够达到对舵机的最优控制效果。

主权项：1.一种船舶自动舵的自适应控制装置，其特征在于，包括：船舶基础参数采集模块，用于采集船舶当前的船舶基础参数，并发送至船模参数处理模块；船模参数处理模块，用于接收船舶基础参数，并根据船舶基础参数得到船模待确认参数，判断该船模待确认参数是否符合预设船模参数阈值，若符合，则将该船模待确认参数作为船模参数发送至船舶观测状态参数计算模块；船舶观测状态参数计算模块，用于接收船模参数，并根据船模参数得到船舶观测状态参数，将船模参数和船舶观测状态参数发送至目标舵令计算模块；目标舵令计算模块，用于接收船模参数和船舶观测状态参数，并根据预设目标航向、目标转向率、船模参数和船舶观测状态参数计算得到目标舵令，将目标舵令发送至舵机控制器；其中，船舶观测状态参数计算模块利用以下公式计算得到船舶观测状态参数： 其中，表示观测器估测的状态向量，Y表示船舶艏向角信号，表示观测器估测的艏向角信号，G表示增益矩阵，u表示模型控制量，A、B、C表示状态空间方程的系数矩阵；目标舵令计算模块计算得到目标舵令过程如下：建立状态空间表达式：其中，X表示状态向量，状态向量X＝rψδ，u为控制量，表示船舶的指令舵速；C和D表示与船舶数学模型相关的系数矩阵设定性能指标如下： Q为三阶方阵，主对角线上三个元素表示加权系数，R表示控制输出量的加权系数；当性能函数J取到极小值时，对应得到了如下控制指令：u＝-R-1B′Pe其中，P可以通过求解黎卡提方程得到；根据u＝K1,K2,K3′e，积分后得到舵角增量：累加舵角增量形成舵令：

全文数据：

权利要求：

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