基于無線網(wǎng)絡的船舶模糊解耦定速航行控制方法
發(fā)布時間：2022-01-05 18:56
由于航行信息收集不準確,導致傳統(tǒng)的定速航行控制方法存在應用效果不明顯的問題,為此提出基于無線網(wǎng)絡的船舶模糊解耦定速航行控制方法。搭建船舶航行的動力模型,并配置對應的無線網(wǎng)絡環(huán)境。通過網(wǎng)絡環(huán)境確定船舶的實時航行狀態(tài),在此基礎(chǔ)上對數(shù)據(jù)進行補償解耦處理。利用模糊自適應技術(shù)設(shè)計并安裝航行速度控制器,通過設(shè)置控制周期、目標速度等參數(shù),實現(xiàn)對船舶模糊解耦定速的航行控制。實驗可知,與傳統(tǒng)的控制方法相比,本文方法的速度控制誤差更低,在應用效果方面更加具有優(yōu)勢。
【文章來源】：艦船科學技術(shù). 2020,42(20)北大核心
【文章頁數(shù)】：3 頁
【部分圖文】：
無線通信網(wǎng)絡連接結(jié)構(gòu)圖Fig.1Wirelesscommunicationnetworkconnectionstructurediagram
通信網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)如圖1所示。將相關(guān)的硬件設(shè)備安裝在對應的位置上，切換所有的設(shè)備處于開啟狀態(tài)，實現(xiàn)船舶通信信號的連接。圖1無線通信網(wǎng)絡連接結(jié)構(gòu)圖Fig.1Wirelesscommunicationnetworkconnectionstructurediagram1.3船舶航行狀態(tài)反饋解耦結(jié)合船舶航行的動力模型和阻尼矩陣的結(jié)構(gòu)可以看出，船舶航行的縱蕩回路與橫蕩回路之間存在相互耦合的關(guān)系，因此需要采用解耦的方式消除影響，并得出當前船舶航行的狀態(tài)數(shù)據(jù)[3]。此次定速航行控制方法中使用前饋補償解耦方式，其實現(xiàn)原理如圖2所示。圖2前饋補償解耦原理圖Fig.2FeedforwardcompensationdecouplingschematicdiagramGij(s)V(s)R(s)圖中的表示的是不同航行與控制環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，和分別為縱蕩輸出和橫蕩輸出。根據(jù)補償解耦的基本原理，將無線通信網(wǎng)絡中得出的船舶航行數(shù)據(jù)代入可得：{UC1GN1(s)G22(s)+UC1(s)G21(s)=0UC2GN2(s)G11(s)+UC2(s)G12(s)=0，(2)GCiUCiGNi式中，和分別為縱蕩和橫蕩模糊控制緩解和控制輸出，為解耦環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)。由此便可得出解耦器的傳遞函數(shù)，結(jié)合構(gòu)建的船舶航行動力模型可以得出解耦完成后的獨立控制回路。1.4安裝船舶模糊航行控制器船舶模糊航行控制器的運行原理為模糊自適應算法，通過對無線通信網(wǎng)絡接收數(shù)據(jù)的出力得出控制器的輸入量。由初始設(shè)的可以得出對應的速度偏差，其中橫向和縱向的速度偏差量記為X和Y，通過公式（3）得出綜合偏差值P和D。P=θ+arctan(YX)+90,X<0,θ+arctan(YX)90,X>0,D
本，并在一定程度上保證船舶的航行安全，為實現(xiàn)船舶智能化駕駛做鋪墊。參考文獻：龍洋,王猛.動力定位船舶模糊解耦定速航行控制算法[J].中國艦船研究,2019,14(3):152–157.[1]王炳軒,何金平,張龍.船舶定速巡航控制策略[J].機電設(shè)備,2018(1):45–49.[2]王明亮,李德隆,林揚,等.基于能量優(yōu)化的AUV舵角解耦方法[J].魚雷技術(shù),2019,27(3):319–326.[3]韓文棟,張健,劉海冬,等.考慮水介質(zhì)作用的船冰碰撞解耦方法及載荷預報[J].艦船科學技術(shù),2017,39(11):17–21.[4]圖3應用設(shè)計控制方法的實際速度統(tǒng)計結(jié)果Fig.3Applicationofdesigncontrolmethodtoactualspeedstatistics第42卷蘇利萍：基于無線網(wǎng)絡的船舶模糊解耦定速航行控制方法·21·
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于能量優(yōu)化的AUV舵角解耦方法[J]. 王明亮,李德隆,林揚,朱興華,賈松力. 水下無人系統(tǒng)學報. 2019(03)
[2]動力定位船舶模糊解耦定速航行控制算法[J]. 龍洋,王猛. 中國艦船研究. 2019(03)
[3]船舶定速巡航控制策略[J]. 王炳軒,何金平,張龍. 機電設(shè)備. 2018(01)
[4]考慮水介質(zhì)作用的船冰碰撞解耦方法及載荷預報[J]. 韓文棟,張健,劉海冬,王甫超. 艦船科學技術(shù). 2017(21)
本文編號：3570896
【文章來源】：艦船科學技術(shù). 2020,42(20)北大核心
【文章頁數(shù)】：3 頁
【部分圖文】：
無線通信網(wǎng)絡連接結(jié)構(gòu)圖Fig.1Wirelesscommunicationnetworkconnectionstructurediagram
通信網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)如圖1所示。將相關(guān)的硬件設(shè)備安裝在對應的位置上，切換所有的設(shè)備處于開啟狀態(tài)，實現(xiàn)船舶通信信號的連接。圖1無線通信網(wǎng)絡連接結(jié)構(gòu)圖Fig.1Wirelesscommunicationnetworkconnectionstructurediagram1.3船舶航行狀態(tài)反饋解耦結(jié)合船舶航行的動力模型和阻尼矩陣的結(jié)構(gòu)可以看出，船舶航行的縱蕩回路與橫蕩回路之間存在相互耦合的關(guān)系，因此需要采用解耦的方式消除影響，并得出當前船舶航行的狀態(tài)數(shù)據(jù)[3]。此次定速航行控制方法中使用前饋補償解耦方式，其實現(xiàn)原理如圖2所示。圖2前饋補償解耦原理圖Fig.2FeedforwardcompensationdecouplingschematicdiagramGij(s)V(s)R(s)圖中的表示的是不同航行與控制環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，和分別為縱蕩輸出和橫蕩輸出。根據(jù)補償解耦的基本原理，將無線通信網(wǎng)絡中得出的船舶航行數(shù)據(jù)代入可得：{UC1GN1(s)G22(s)+UC1(s)G21(s)=0UC2GN2(s)G11(s)+UC2(s)G12(s)=0，(2)GCiUCiGNi式中，和分別為縱蕩和橫蕩模糊控制緩解和控制輸出，為解耦環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)。由此便可得出解耦器的傳遞函數(shù)，結(jié)合構(gòu)建的船舶航行動力模型可以得出解耦完成后的獨立控制回路。1.4安裝船舶模糊航行控制器船舶模糊航行控制器的運行原理為模糊自適應算法，通過對無線通信網(wǎng)絡接收數(shù)據(jù)的出力得出控制器的輸入量。由初始設(shè)的可以得出對應的速度偏差，其中橫向和縱向的速度偏差量記為X和Y，通過公式（3）得出綜合偏差值P和D。P=θ+arctan(YX)+90,X<0,θ+arctan(YX)90,X>0,D
本，并在一定程度上保證船舶的航行安全，為實現(xiàn)船舶智能化駕駛做鋪墊。參考文獻：龍洋,王猛.動力定位船舶模糊解耦定速航行控制算法[J].中國艦船研究,2019,14(3):152–157.[1]王炳軒,何金平,張龍.船舶定速巡航控制策略[J].機電設(shè)備,2018(1):45–49.[2]王明亮,李德隆,林揚,等.基于能量優(yōu)化的AUV舵角解耦方法[J].魚雷技術(shù),2019,27(3):319–326.[3]韓文棟,張健,劉海冬,等.考慮水介質(zhì)作用的船冰碰撞解耦方法及載荷預報[J].艦船科學技術(shù),2017,39(11):17–21.[4]圖3應用設(shè)計控制方法的實際速度統(tǒng)計結(jié)果Fig.3Applicationofdesigncontrolmethodtoactualspeedstatistics第42卷蘇利萍：基于無線網(wǎng)絡的船舶模糊解耦定速航行控制方法·21·
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于能量優(yōu)化的AUV舵角解耦方法[J]. 王明亮,李德隆,林揚,朱興華,賈松力. 水下無人系統(tǒng)學報. 2019(03)
[2]動力定位船舶模糊解耦定速航行控制算法[J]. 龍洋,王猛. 中國艦船研究. 2019(03)
[3]船舶定速巡航控制策略[J]. 王炳軒,何金平,張龍. 機電設(shè)備. 2018(01)
[4]考慮水介質(zhì)作用的船冰碰撞解耦方法及載荷預報[J]. 韓文棟,張健,劉海冬,王甫超. 艦船科學技術(shù). 2017(21)
本文編號：3570896
本文鏈接：http://www.sikaile.net/kejilunwen/chuanbolw/3570896.html
