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公开(公告)号：CN112068437B
公开(公告)日：2022-06-21
申请号：CN202010978084.1
申请日：2020-09-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种高速多体船的单步预测控制减摇方法，包括如下步骤：建立多体船耦合的垂向运动模型；对耦合的垂向运动模型进行数学变换，获得单输入单输出的解耦升沉与纵摇运动模型；设计有限时间观测器，在线估计多体船升沉运动与纵摇运动的耦合项，获得减摇补偿量；设计单步预测控制律，求解出升沉运动与纵摇运动的减摇反馈控制量；将补偿量与反馈控制量相加，通过减摇附体的控制分布矩阵逆运算，获得T型翼与压浪板控制攻角。本发明明显降低了多体船在运动中的升沉与纵摇。实现了将带有有限时间扩张观测器的预测控制方法应用到高速多体船纵向减摇。适用于多干扰，高船速的海上航行环境，能够有效降低海浪对多体船稳定性影响，提高多体船性能。
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公开(公告)号：CN112685974A
公开(公告)日：2021-04-20
申请号：CN202011627182.7
申请日：2020-12-31
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06F30/28 , G06F30/15 , G06F111/10 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种基于CFD的船舶参数辨识方法，包括：S1，在CFD仿真软件中导入船舶的几何模型；S2，基于所导入几何模型，设置背景域以及分别包含船、螺旋桨和船舵的局部区域和边界条件；S3，建立背景域与船域、船域与螺旋桨域和船舵域之间的多层次嵌套重叠关系；S4，生成重叠网格，设置计算模型和船舶运动条件；S5，迭代计算；S6，将从CFD得到的数据进行处理，辨识得到船舶在某一固定航速下的K、T参数。本发明针对带舵浆船舶的运动提出了一种简单有效的数值计算方法，通过重叠网格处理螺旋桨和船舵的大幅度运动问题，实现准确的数值计算和参数辨识求解。本方法辨识结果准确高效，具有较强的实际应用性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN111898204A
公开(公告)日：2020-11-06
申请号：CN202010667166.4
申请日：2020-07-13
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06F30/15 , G06F30/28 , G06T17/20 , G06F111/10 , G06F113/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明提供一种用于带舵桨船舶的数值计算方法，包括：S1，在CFD仿真软件中导入船舶主体、螺旋桨和船舵的几何模型；S2，基于所导入几何模型，设置背景域以及分别包含船、螺旋桨和船舵的局部区域；S3，将S2中所建区域分别与其对应的船、螺旋桨和船舵进行布尔减运算，建立船域、螺旋桨域和船舵域；S4，设置边界条件；S5，建立背景域与船域、船域与螺旋桨域和船舵域之间的多层次嵌套重叠关系；S6，生成重叠网格；S7，设置计算模型和刚体运动条件；S8，计算求解。本发明针对带舵桨船舶的运动提出了一种简单有效的数值计算方法，通过重叠网格处理螺旋桨和船舵的大幅度运动问题，实现稳定、精确的数值计算。本方法高效准确，具有较强的实际应用性。
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公开(公告)号：CN110989628A
公开(公告)日：2020-04-10
申请号：CN201911373629.X
申请日：2019-12-27
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明属于船舶水动力和船舶控制领域，具体涉及一种基于CFD的欠驱动水面船舶航向控制方法。本发明包括CFD数值分析、水动力计算、数学建模以及镇定控制设计四部分本发明通过水动力方程分析和水动力导数计算建立欠驱动船舶三自由度数学模型，从而获取推进力矩阵控制律和转向力矩阵控制律，采用镇定控制方法对欠驱动船舶的航向角进行控制。本发明针对模型未知的欠驱动船舶的航向控制问题提出了一种简单有效的解决方法，能够对欠驱动船舶操纵过程中的状态变化进行观测，实现快速、稳定的航向控制。
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公开(公告)号：CN112068437A
公开(公告)日：2020-12-11
申请号：CN202010978084.1
申请日：2020-09-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种高速多体船的单步预测控制减摇方法，包括如下步骤：建立多体船耦合的垂向运动模型；对耦合的垂向运动模型进行数学变换，获得单输入单输出的解耦升沉与纵摇运动模型；设计有限时间观测器，在线估计多体船升沉运动与纵摇运动的耦合项，获得减摇补偿量；设计单步预测控制律，求解出升沉运动与纵摇运动的减摇反馈控制量；将补偿量与反馈控制量相加，通过减摇附体的控制分布矩阵逆运算，获得T型翼与压浪板控制攻角。本发明明显降低了多体船在运动中的升沉与纵摇。实现了将带有有限时间扩张观测器的预测控制方法应用到高速多体船纵向减摇。适用于多干扰，高船速的海上航行环境，能够有效降低海浪对多体船稳定性影响，提高多体船性能。
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公开(公告)号：CN112051742A
公开(公告)日：2020-12-08
申请号：CN202010979717.0
申请日：2020-09-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供一种基于MPC的全驱动船舶航迹跟踪方法，所述方法包括建立船舶数学模型、针对船舶运动模型的线性化和离散化、未来时域预测以及MPC在线求解，在控制器的设计中考虑了系统约束、环境干扰等因素，从而实现了全驱动船舶的航迹跟踪控制。最后，在仿真中对船舶沿圆轨迹的跟踪性能进行测试，并进行误差分析。结果表明，根据全驱动实船模型所设计的控制器能够在一定程度的环境干扰下较好地满足航迹跟踪功能。
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公开(公告)号：CN111596670A
公开(公告)日：2020-08-28
申请号：CN202010577617.5
申请日：2020-06-23
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明一种基于镇定控制的欠驱动水面艇自动靠泊方法，包括如下步骤：S1，构建水面艇三自由度运动数学模型；S2，将所建立的数学模型展开并进行微分同胚变换；S3，采用状态反馈线性化对数学模型进行反馈变换；S4，根据变换后的系统进行控制器的设计。本发明将欠驱动船舶的动态系统转换成一种拓展的链式结构，最终实现了欠驱动水面艇的全局渐进点镇定控制，从而实现其自动靠泊的功能；本发明能对欠驱动水面艇实现较为精确、稳定的控制，能够满足欠驱动水面艇控制系统的全局渐进稳定性，并使水面艇的位置、速度和艏向角等物理量指数收敛。
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