本发明公开一种舵鳍系统的预测自抗扰减摇控制方法,旨在解决舵鳍系统存在不确定扰动、状态耦合和输出延迟问题。分析船舶所受外力情况,建立三自由度船舶状态空间方程。针对不可观测状态,采用总扰动的思想解耦模型,分别设计纵摇自抗扰控制器和横艏摇预测观测器。横艏摇预测观测器在传统自抗扰的基础上尽可能多的保留原有的系统模型特性,只把状态耦合项、模型未知项、外部扰动等价为总扰动,单独考虑延迟问题。再利用强化学习不断地将系统的测量状态与模型的预测信息进行比较,并实时地修改预测模型和控制器参数,保证预测输出的准确度。最后利用二次规划求解舵角鳍角控制律。所述方法跟踪精度高,超调量小,减摇效果好。
为解决常规舵鳍系统存在不确定扰动、状态耦合和输出延迟的问题,本发明提出了一种舵鳍系统的预测自抗扰减摇控制方法,所述方法允许在线和连续地执行控制、优化和模型校正,只需进行最少的操作,可用于解决工业过程中的测量延迟、模型不确定问题,操作简单、实用性强。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种舵鳍系统的预测自抗扰减摇控制方法,具体包括舵鳍三自由度状态空间模型建立及解耦、纵摇自抗扰控制器搭建、横艏摇预测观测器搭建、强化学习修正模型和控制器参数和舵角鳍角控制律分配。首先分析船舶所受外力情况,建立三自由度船舶状态空间方程。针对系统存在不可观测状态,采用总扰动的思想将纵摇和横艏摇进行模型解耦,分别设计纵摇自抗扰控制器和横艏摇预测观测器。纵摇自抗扰控制器(ADRC)包括TD、ESO和NESLF三部分,可实现对期望输出的快速跟踪。横艏摇预测观测器在传统自抗扰的基础上尽可能多的保留原有的系统模型特性,只把状态耦合项、模型未知项、外部扰动等价为总扰动,对系统输出进行预测。再利用强化学习不断地将系统的测量状态与模型的预测信息进行比较,并实时地修改预测模型参数,保证预测输出的
此技术为哈尔滨理工大学孙明晓研发,承担本专科及研究生层次普通高等学历教育工作承担科学技术研究工作
评价单位:“科创中国”河北科技服务团 (河北省数字健康工程学会)
评价时间:2023-10-13
综合评价
技术转让,所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地保定,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接次项目
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