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一种抗水动力干扰的船舶动力定位鲁棒H∞控制方法

发布时间: 2023-09-14

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式: 技术转让
成果类型: 发明专利
行业领域:
电子信息技术,智能交通技术
成果介绍
针对具有复杂水动力参数和非线性特性的船舶动力定位系统,本发明公开了一种鲁棒H∞抗干扰控制方法,具体包括以下步骤:建立动力定位船舶的三自由度动力学模型和运动学模型;将建立的数学模型转化为鲁棒H∞控制问题;构建存储函数使其满足耗散不等式;通过给出含有不确定性的非线性系统具有鲁棒H∞性能的充分条件,得到闭环系统具有局部鲁棒干扰抑制性能的状态反馈控制率。本发明通过设计非线性状态反馈控制率克服了系统固有的非线性特性,解决了动力定位系统中水动力参数复杂且难以整定的技术问题,提出的鲁棒H∞控制方法在保证控制稳定性的同时,还能有效地降低模型的复杂度和控制过程中的计算量。
成果亮点
本发明的目的在于提供一种鲁棒H∞控制的不确定非线性系统船舶动力定位抗干扰方法。通过设计平衡控制器达到平衡点附近的扰动抑制控制要求,将平衡点附近的性能扩大到整个系统的工作范围,解决动力定位系统中复杂非线性项参数难以整定的技术问题,有效控制动力定位船在水动力扰动下仍然可以稳定工作。 为实现上述目的,本发明采用如下设计方案。具体步骤如下: 步骤1.考虑了海洋环境中以水动力为主的慢变环境干扰,根据动力定位船舶的运动学模型和动力学模型,建立动力定位船舶的状态空间模型: 式中,η=(x,y,ψ)T表示动力定位船舶在大地坐标系下的位置信息(x,y)和艏向角度信息ψ构成的向量,x和y分别表示动力定位船舶在大地坐标系下的横坐标和纵坐标,ν=(u,v,r)表示动力定位船舶在船舶附体坐标下的纵荡速度μ、横荡速度v、和艏摇角速度r构成的向量,R(ψ)表示大地坐标系向船舶附体坐标系变换的旋转矩阵,M是包含附加质量的惯性矩阵,τ为控制输入矢量,即推进器推力,D为水阻尼系数矩阵; 步骤2.将建立的数学模型转化为鲁棒H∞控制问题做进一步研究,按照求
团队介绍
此技术为哈尔滨理工大学栾添添研发,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
成果资料
产业化落地方案
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成果综合评价报告

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:2023-10-12

刘秀玲

保定市知识产权协会

院长/理事长

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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