基于离散滑模和模型预测的欠驱动船舶舵减摇控制方法

专利申请号：CN202310170715.0

公 开 号：CN116430766A

发 明 人：刘志全 秦毅峰 朱云浩 

代 理 人：张若川

代理机构：上海诺衣知识产权代理事务所(普通合伙)

专利类型：发明专利

申 请 日：20230714

公 开 日：20230227

专利主分类号：G05B19/042

关 键 词：控制律 船舶 模型预测控制 船舶目标 离散滑模 目标函数 扩张状态观测器 航向角误差 船舶模型 模糊规则 模型预测 船舶舵 欠驱动 最优化 扰动 求解 内环 控制权 匹配 航向 返回 响应 期望 应用 

摘      要：本发明公开了一种基于离散滑模和模型预测的欠驱动船舶舵减摇控制方法及其应用，方法为：简化船舶模型；获取船舶目标状态的预期状态值；获取可测的船舶当前状态的状态值，采用扩张状态观测器估计不可测的船舶当前状态的状态值和扰动；外环设计离散滑模控制计算用于控制航向的控制律；内环设计模糊规则根据航向角误差来给出模型预测控制目标函数中对应的控制权重，同时以前步得到的控制律作为目标函数的期望控制律，并通过模型预测控制求解最优化问题得到最终的控制律，并按照其控制舵；确定船舶当前状态的状态值是否与船舶目标状态的预期状态值匹配，如是则结束控制，否则返回第三步。本发明的方法，提高了舵减摇控制船舶转向响应速度。