[发明专利]一种面向恶劣海况船舶安全保障能力提升的船舶控制方法

摘要

本发明公开了一种面向恶劣海况船舶安全保障能力提升的船舶控制方法，将控制策略分为面向恶劣海况和面向非恶劣海况两种情形，其中面向恶劣海况时，以保证稳定性为主要目的，采用二阶闭环增益成形算法，实现航向不稳定船舶的稳定控制，保证大风浪下船舶有良好的稳定性，面向非恶劣海况时，以保证综合性能为主要目的，对二阶闭环增益成形算法进行改进，加入非线性反馈技术、积分项以及比例常数项形成先进控制算法，保障航行综合性能。两种策略相互配合，既可保障船舶的航行效率又能在特殊情况下保障航行安全。

主权项

1.一种面向恶劣海况船舶安全保障能力提升的船舶控制方法，其特征在于包括以下步骤：S1：在时间t0时，判断控制系统切换状态，如果是自动切换模式，进入步骤S2，如果不是自动切换模式，进入步骤S3；S2：读取当前风力信息，判断当前风力是否小于设定风速，如果小于设定风速，进入步骤S5，执行先进控制算法控制方案，如果大于设定风速，进入步骤S4，执行二阶闭环增益成形算法控制方案；S3：读取执行方案代号，如果方案代号为1，进入步骤S5，执行先进控制算法控制方案，如果方案代号不为1，进入步骤S4，执行二阶闭环增益成形算法控制方案；S4：执行二阶闭环增益成形算法控制方案，控制律为其中，K0，T0为船舶的操纵性指数，T1为闭环系统的时间常数，ψ为船首向角度，δ为舵角，s为拉普拉斯算子；S5：执行先进控制算法控制方案，控制律为其中，K0，T0为船舶的操纵性指数，T1为闭环系统的时间常数，ρ>1为加快系统响应的常数，ε＜0.01为消除系统静差的非常小的常数，ω＜1为使系统节能的调节非线性反馈的增益系数，ψ为船首向角度，δ为舵角，s为拉普拉斯算子；S6：判断是否达到读取时间，如达到，返回步骤S1，否则进行等待并持续执行当前控制律。