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：2024-01-09

公开（公告）日：2024-04-23

公开（公告）号：CN117539267B

主分类号：G05D1/43

分类号：G05D1/43

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;2024.02.09#公开

摘要：本发明提供一种气垫船的运动控制方法及系统，涉及船舶运动控制技术领域，该方法包括分别获取风载荷、冰面摩擦载荷、期望艏向、期望航速以及期望侧滑；根据对应模型生成风载荷推力、风载荷转艏力矩、摩擦载荷推力、摩擦载荷转艏力矩、空气舵推力、空气舵转艏力矩、矢量喷管推力、矢量喷管转艏力矩、空气螺旋桨推力、空气螺旋桨转艏力矩；根据上述推力，生成气垫船推力；根据风载荷转艏力矩、摩擦载荷转艏力矩、空气舵转艏力矩、矢量喷管转艏力矩以及空气螺旋桨转艏力矩，生成气垫船转艏力矩；采用Joystick+AutoControl混合控制方法，控制气垫船。本发明可以改善气垫船的运动控制难度，降低危险性，避免航行事故。

主权项：1.一种气垫船的运动控制方法，其特征在于，包括：分别获取风载荷、冰面摩擦载荷、期望艏向、期望航速以及期望侧滑；将所述风载荷与所述冰面摩擦载荷输入到环境力动力学模型中，生成风载荷推力、风载荷转艏力矩、摩擦载荷推力以及摩擦载荷转艏力矩；将所述期望艏向输入到空气舵动力学模型中，生成空气舵推力和空气舵转艏力矩；将所述期望侧滑输入到矢量喷管动力学模型中，生成矢量喷管推力和矢量喷管转艏力矩；获取所述矢量喷管转艏力矩的负面影响，并根据所述负面影响生成抵消所述负面影响的空气螺旋桨转速增量；将所述空气螺旋桨转速增量和所述期望航速输入到空气螺旋桨动力学模型中，生成空气螺旋桨推力和空气螺旋桨转艏力矩；根据所述风载荷推力、所述摩擦载荷推力、所述空气舵推力、所述矢量喷管推力以及所述空气螺旋桨推力，生成气垫船推力；根据所述风载荷转艏力矩、所述摩擦载荷转艏力矩、所述空气舵转艏力矩、所述矢量喷管转艏力矩以及所述空气螺旋桨转艏力矩，生成气垫船转艏力矩；采用Joystick+AutoControl混合控制方法，根据所述气垫船推力和所述气垫船转艏力矩，控制气垫船；所述将所述风载荷与所述冰面摩擦载荷输入到环境力动力学模型中，生成风载荷推力、风载荷转艏力矩、摩擦载荷推力以及摩擦载荷转艏力矩，包括：将所述风载荷输入到所述环境力动力学模型中的风载荷公式组中，生成所述风载荷推力和风载荷转艏力矩，所述风载荷推力包括风载荷纵向推力和风载荷横向推力，所述风载荷公式组包括： ；其中，为所述风载荷纵向推力，为所述风载荷横向推力，为所述风载荷转艏力矩，、以及均为风力系数，为空气密度，Vx为纵向风速，Vy为横向风速，Sx为所述气垫船的纵向投影面积，Sy为所述气垫船的横向投影面积，Lc为气垫长度；将所述冰面摩擦载荷输入到所述环境力动力学模型中的摩擦载荷公式组中，生成所述摩擦载荷推力以及所述摩擦载荷转艏力矩，所述摩擦载荷推力包括摩擦载荷纵向推力和摩擦载荷横向推力，所述摩擦载荷公式组包括： ；其中，为所述摩擦载荷纵向推力，为所述摩擦载荷横向推力，为所述摩擦载荷转艏力矩，、以及均为摩擦系数，M为气垫船质量，g为重力加速度；所述将所述期望艏向输入到空气舵动力学模型中，生成空气舵推力和空气舵转艏力矩，包括：将所述期望艏向输入到艏向控制器中，生成舵角；根据所述舵角，采用插值法，生成压力中心系数；将所述压力中心系数输入到空气舵动力学模型中，生成所述空气舵推力和所述空气舵转艏力矩，所述空气舵推力包括空气舵纵向推力和空气舵横向推力；所述将所述期望侧滑输入到矢量喷管动力学模型中，生成矢量喷管推力和矢量喷管转艏力矩，包括：将所述期望侧滑输入到侧滑控制器中，生成方向角；将所述方向角输入到矢量喷管动力学模型中，生成所述矢量喷管推力和所述矢量喷管转艏力矩，所述矢量喷管推力包括矢量喷管纵向推力和矢量喷管横向推力；所述将所述空气螺旋桨转速增量和所述期望航速输入到空气螺旋桨动力学模型中，生成空气螺旋桨推力和空气螺旋桨转艏力矩，包括：将所述期望航速输入到航速控制器中，生成螺距角；分别获取第一空气螺旋桨的第一当前转速和第二空气螺旋桨的第二当前转速，将所述空气螺旋桨转速增量与所述第一当前转速或所述第二当前转速结合，生成第一目标转速或第二目标转速，其中，空气螺旋桨包括所述第一空气螺旋桨和所述第二空气螺旋桨；将所述螺距角和所述第一目标转速或所述第二目标转速输入到所述空气螺旋桨动力学模型中，生成所述空气螺旋桨推力和所述空气螺旋桨转艏力矩。

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 一种气垫船的运动控制方法及系统

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD