申请/专利权人：哈尔滨工程大学三亚南海创新发展基地;哈尔滨工程大学

申请日：2024-01-12

公开（公告）日：2024-04-23

公开（公告）号：CN117555242B

主分类号：G05B13/04

分类号：G05B13/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.23#授权;2024.03.01#实质审查的生效;2024.02.13#公开

摘要：本发明提供了一种船舶动力定位控制方法、装置、计算机设备及存储介质，涉及船舶控制技术领域，包括：通过传感器系统采集船舶信息；将船舶信息输入非线性齐次扩张状态观测器得到当前船舶数据，其中，当前船舶数据包括当前船舶位置数据、当前船舶速度数据和干扰估计数据；通过满意模型预测动力定位控制器根据当前船舶数据得到控制数据，其中，控制数据包括控制力和力矩指令；通过位置预测器根据当前船舶数据得到预测船舶位置数据；根据预测船舶位置数据确定船舶下一时刻所在的船舶工作区域；根据船舶工作区域、所述当前船舶数据和所述控制数据得到船舶动力定位控制策略。本发明实现了降低船舶定位控制的能源消耗。

主权项：1.一种船舶动力定位控制方法，其特征在于，包括：通过传感器系统采集船舶信息；将所述船舶信息输入非线性齐次扩张状态观测器得到当前船舶数据，其中，所述当前船舶数据包括当前船舶位置数据、当前船舶速度数据和干扰估计数据；其中，所述非线性齐次扩张状态观测器如下所示： ，其中，、和分别为所述当前船舶位置数据、所述当前船舶速度数据和所述干扰估计数据，、、和为观测器参数，为所述船舶信息，为控制输入量，M为系统惯性矩阵，为坐标转换矩阵，、和分别为所述当前船舶位置数据、所述当前船舶速度数据和所述干扰估计数据的导数；通过满意模型预测动力定位控制器根据所述当前船舶数据得到控制数据，其中，所述控制数据包括控制力和力矩指令；其中，所述满意模型预测动力定位控制器的构建过程包括：获取多重约束，其中，所述多重约束包括船舶位置约束和推进器能效约束，包括：获取所述船舶位置约束，其中，所述船舶位置约束为： ， ,其中，和为船舶作业区域的北向位置限制范围，和为船舶作业区域的东向位置限制范围；获取所述推进器能效约束，其中，所述推进器能效约束为： ， ,其中，和为船舶推进机构能够提供力和力矩幅值的最大值和最小值，和为船舶推进机构能够提供力和力矩增量的最大值和最小值；基于模型预测控制技术利用所述多重约束得到目标函数；基于满意优化控制理论根据所述多重约束得到模糊处理约束；通过所述目标函数和所述模糊处理约束得到满意模型预测动力定位控制器；通过位置预测器根据所述当前船舶数据得到预测船舶位置数据；根据所述预测船舶位置数据确定船舶下一时刻所在的船舶工作区域，所述船舶工作区域包括船舶工作区、船舶操纵区和船舶外区，包括：根据所述预测船舶位置数据得到预测船舶位置半径，其中，所述预测船舶位置半径用于表示预测船舶位置到预设圆心的距离；当所述预测船舶位置半径小于第一预设半径时，确定所述船舶下一时刻位于所述船舶工作区；当所述预测船舶位置半径大于或等于所述第一预设半径，且小于或等于第二预设半径时，确定所述船舶下一时刻位于所述船舶操纵区；当所述预测船舶位置半径大于所述第二预设半径时，确定所述船舶下一时刻位于所述船舶外区；根据所述船舶工作区域利用所述当前船舶数据和所述控制数据得到船舶动力定位控制策略，所述船舶动力定位控制策略包括第一推进策略、第二推进策略和第三推进策略，包括：当所述船舶工作区域为所述船舶工作区时，利用船舶推进器补偿所述当前船舶数据的所述干扰估计数据得到所述第一推进策略；当所述船舶工作区域为所述船舶操纵区时，利用船舶推进器通过第一预设阈值执行所述控制数据得到所述第二推进策略；当所述船舶工作区域为所述船舶外区时，利用船舶推进器通过第二预设阈值执行所述控制数据得到所述第三推进策略，其中，所述第一预设阈值小于所述第二预设阈值。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 哈尔滨工程大学三亚南海创新发展基地;哈尔滨工程大学 船舶动力定位控制方法、装置、计算机设备及存储介质

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