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本发明涉及船舶减摇鳍控制器设计，具体涉及一种通过滑模变结构、模糊控制和RBF神经网络控制策略结合优化来处理升力受限的减摇鳍控制器。(二)背景技术 减摇鳍是迄今推广应用最为成功的船用主动式减横摇装置。在理想状态下，其减摇效果可达90％以上。减摇鳍实际效果的优劣主要与其水动力运用及自身控制性能有关。减摇鳍的水动力特性主要从鳍的流体特性和鳍型结构进行分析研究，往往在鳍结构设计阶段就已经确定下来。在鳍结构确定的基础上，设计性能优良的控制器可以充分利用减摇鳍的水动力特性，提高减摇效果。

船舶横摇主要是受到海浪作用的影响，海浪干扰是随机变化的。通常设计减摇鳍的控制器时，选取一个特定海况下的某种功率谱的长峰波浪作为干扰，最优的控制器参数只是针对这种特定干扰确定的，而实际的海浪干扰是会发生变化的。此外，海浪还具有短峰性，由多个不同方向的长峰波叠加得到的。控制器的参数应随着海浪谱的变化而改变。此外，船舶的横摇会受到航行状态、随机海浪和横摇运动参数的影响而发生变化。在实际工程中，导致减摇鳍控制偏差主要有三方面的原因：一是横摇模型中非线性部分的影响，常规控制策略经常忽略了非线性环节；二是减摇鳍及船体受到风、浪、流的强烈干扰，设计时很难准确预估；三是为防止减摇鳍动态失速及确保执行机构安全，通常设置限位环节进行约束。上述原因导致减摇鳍实际可用的动态升力受到限制，只考虑单一因素而不通盘设计，根据理论模型设计控制器会导致控制偏差过大，难以取得较好效果。因此，需要根据实际约束设计控制器。

本发明的一种解决实际升力受限的减摇鳍控制器包括横摇角误差生成器(1)，横摇角误差微分变换器(2)，横摇角微分变换器(3)，积分滑模变换器(4)，切换自适应律生成器(5)，切换控制器(6)，模糊自适应律生成器(7)，模糊控制器(8)，控制信号求和器(9)，限幅调节器(10)，RBF神经网络调节器(11)，控制量限幅输出求和器(12)，横摇模型(13)，非线性干扰观测器(14)。船舶横摇角和船舶期望横摇角经过横摇角误差生成器(1)产生横摇角误差，该横摇角误差经过横摇角误差微分变换器(2)变换成微分横摇角误差，横摇角经过横摇角微分变换器(3)得到微分横摇角，将期望横摇角、微分横摇角、横摇角误差和微分横摇角误差传递给积分滑模变换器(4)，产生的积分滑模面传递给切换自适应律生成器(5)、切换控制器(6)、模糊自适应律生成器(7)和模糊控制器(8)，切换自适应律生成器(5)产生切换自适应律传递给切换控制器(6)，模糊自适应律生成器(7)产生模糊自适应律传递给模糊控制器(8)，由切换控制器(6)和模糊控制器(8)分别产生的切换控制律和模糊控制律经过控制信号求和器(9)得到总的升力控制律，总的升力控制律传递给限幅调节器(10)和RBF神经网络调节器(11)分别得到升力实际输入值与设计输入值的偏差以及偏差的估计值，偏差和估计值经过控制量限幅输出求和器(12)计算得到受限的升力控制律，受限的升力控制律和干扰传递给横摇模型(13)产生船舶横摇角反馈给横摇角误差生成器(1)和横摇角微分变换器(3)，受限的升力控制律和船舶横摇角传递给非线性干扰观测器(14)产生干扰估计值，干扰估计值反馈给切换自适应律生成器(5)和模糊自适应律生成器(7)，实现升力受限的船舶横摇控制

此技术研发人是哈尔滨理工大学孙明晓，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并为社会提供相关服务

与现有技术相比，此技术产生的效益：在于为防止出现动态失速和确保高海况时执行结构安全，减摇鳍控制系统的执行机构对鳍角和升力进行限制，提供受限的控制力矩。过大的升力控制力矩难以实现，发生升力受限的情况可能影响稳定性和控制效果，严重时会使得系统不稳定。为此，针对系统控制量受到执行机构限制问题，滑模变结构、模糊控制和RBF神经网络控制策略结合优化，实现减摇鳍升力输入受限的有效补偿。本发明通过仿真实验验证了控制方案的可靠性和有效性。

技术转让，许可，合作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，能够尽快承接此项目。