船舶航向实时控制算法优化

发布时间：2021-02-26 18:25

　　针对原有船舶航向实时控制算法存在保航性能较差的问题,提出一种优化船舶航向实时控制算法。首先构建船舶数学运动模型,包括系统推进模型、系统舵机模型、纵移模型、横移模型以及运动首向模型。完成船舶数学运动模型的构建后,需要对模型的环境干扰量进行描述,包括海流、海浪等,在NED坐标系中分别建立海浪模型与海流模型等环境干扰量模型对环境干扰量进行描述。将支持向量机当做船舶航向实时控制的最优控制律,在最优控制律中引入参考状态,获取其约束条件与最优控制目标,实现船舶航向实时控制。为了证明优化船舶航向实时控制算法的保航性能较好,将原有船舶航向实时控制算法与优化船舶航向实时控制算法进行对比实验,结果证明优化船舶航向实时控制算法的保航性能优于原有算法。 

【文章来源】：舰船科学技术. 2020,42(12)北大核心

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

船舶数学运动模型具体构造Fig.1Specificstructureofshipmathematicalmotionmodel

依据为船舶航行的航向角与原定航向航向角的相似度，相似度越高即证明算法保航性能越强。2.2实验结果分析原有控制算法与优化船舶航向实时控制算法的保航性能对比实验结果具体如图2所示。可知，优化船舶航向实时控制算法船舶航行航向角与原定航向航向角的相似度最高；而基于综合控制的船舶航向实时控制算法与基于运动模拟的船舶航向实时控制算法船舶航行航向角与原定航向航向角的相似度较低。也就是说优化船舶航向实时控制算法的保航性能优于原有船舶航向实时控制算法，实现了船舶航向保航性能的突破。图2保航性能对比实验结果Fig.2Comparisontestresultsofairkeepingperformance3结语优化船舶航向实时控制算法成功实现了原有船舶航向实时控制算法的优化，在船舶航向保航性能上有所提升，对于船舶航向实时控制有很大意义。然后该算法仍然存在一定不足，需要继续进一步研究。参考文献：喻晨龙,谭贤四,曲智国,等.临近空间高超声速滑翔弹双通道跟踪算法[J].宇航学报,2019,40(6):636–645.[1]王守华,李云柯,孙希延,等.基于低成本接收机的双天线测姿算法[J].计算机应用,2019,39(8):2381–2385.[2]张智刚,朱启明,何杰,等.基于RTK-GNSS和MEMS陀螺仪的车辆航向角测量技术[J].华南农业大学学报,2019,40(5):34–37.[3]肖尧,阮晓钢,朱晓庆,等.一种微型无人机单目视觉SVO/INS组合导航方法[J].中国惯性技术学报,2019,27(2):211–219.[4]第42卷苏静：船舶航向实时控制算法优化·57·

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于RTK-GNSS和MEMS陀螺仪的车辆航向角测量技术[J]. 张智刚,朱启明,何杰,王辉,岳斌斌,丁凡.  华南农业大学学报. 2019(05)
[2]临近空间高超声速滑翔弹双通道跟踪算法[J]. 喻晨龙,谭贤四,曲智国,王红,谢非.  宇航学报. 2019(06)
[3]一种微型无人机单目视觉SVO/INS组合导航方法[J]. 肖尧,阮晓钢,朱晓庆,董鹏飞,魏若岩.  中国惯性技术学报. 2019(02)
[4]基于低成本接收机的双天线测姿算法[J]. 王守华,李云柯,孙希延,纪元法.  计算机应用. 2019(08)



本文编号：3052986