[发明专利]一种基于横摇预报的减摇鳍低航速减摇控制方法

权利要求书

1.一种基于横摇预报的减摇鳍低航速减摇控制方法，其特征是，包括如下步骤：

步骤一：采集安装于减摇鳍控制箱中IMU(惯性测量单元)发送的横摇角φ，横摇角速度和横摇角加速度统计过去3个半周期和当前半个周期的最大横摇角φ_m(k-j)，角加速度和半周期值T_(k-j)，共12个输入作为径向基神经网络RBF的输入,RBF的输出为预测的船舶下半个周期的横摇幅值和半周期船舶以近似正弦方式进行横摇运动，根据和半周期重构船舶下半个周期的横摇运动序列

步骤二：根据船舶的横摇运动方程和重构的下半周期横摇运动序列估计船舶所受到的扰动力矩式中I_x和ΔI_x分别为相对于通过船舶重心纵轴的惯量和附加惯量，2N_u为每单位横摇角速度引起的船舶阻尼力矩，D为船舶排水量，h为横稳心高，M_ω为船舶受到的海浪扰动力矩；

步骤三：设半周期内共i个采样点，在每一个采样点时，计算控制力矩和扰动力矩之间的差值，使半个周期内差值绝对值的和最小，即最小化采用遗传算法优化gf，以根据航速U和扰动力矩求得优化的鳍在半个周期内的运动参数t_i(i＝1,2,3,4),加速度鳍角速度减速度和鳍角停止位置α_r，根据这些参数生成鳍在半个周期内的最优运动序列

步骤四：控制箱的鳍角输出单元在每个伺服周期，根据最优运动序列输出指令鳍角F_c；

步骤五：鳍伺服系统根据指令F_c，驱动机械鳍角α跟踪指令，在流体的作用下产生实际的稳定力矩M_c对抗真实的扰动力矩M_ω，从而减摇船舶的横摇运动。

2.根据权利要求1所述的基于横摇预报的减摇鳍低航速减摇控制方法，其特征是，在阻力机制下，依靠鳍的快速拍动产生稳定力矩，在鳍机械角度受限的情况下，定义鳍的运动在半个周期内的运动由时刻序列t_i(i＝1,2,3,4),加速度鳍角速度减速度和鳍角停止位置α_r共8个参数决定；

从0到t₁鳍停在前半个周期的停止位置；

从t₁到t₂鳍保持加速度运动，一直达到预设的鳍角速度

从t₂到t₃鳍保持角速度运动；

从t₃到t₄鳍保持减速度运动，最后停在预设位置达到预设α_r；

从t₄到半周期结束，鳍保持在α_r位置；

鳍保持较大的速度，从而在零/低航速下产生足够的稳定力矩对抗海浪扰动力矩。