[发明专利]一种船舶矢量舵控制方法、装置及系统

权利要求书

1.一种船舶矢量舵控制方法，其特征在于，包括：

检测船舶偏离预设航向时的实际航向角；

根据所述预设航向和检测的所述实际航向角，计算校正所述船舶航向的控制力矩；

根据所述控制力矩，计算校正所述船舶航向的舵角指令信号和翼舵角指令信号；

根据所述舵角指令信号，驱动所述船舶的舵，根据所述翼舵角指令信号，驱动所述船舶的翼舵。

2.根据权利要求1所述的船舶矢量舵控制方法，其特征在于，所述根据所述控制力矩，计算校正所述船舶航向的舵角指令信号和翼舵角指令信号，包括：

建立控制力矩解析模型；

建立智能决策指标函数；

基于所述控制力矩解析模型和所述智能决策指标函数，根据所述控制力矩，建立决策规则；

根据所述决策规则，计算校正所述船舶航向的舵角指令信号和翼舵角指令信号。

3.根据权利要求2所述的船舶矢量舵控制方法，其特征在于，所述控制力矩解析模型为回归模型。

4.根据权利要求2所述的船舶矢量舵控制方法，其特征在于，所述根据所述决策规则，计算校正所述船舶航向的舵角指令信号和翼舵角指令信号，包括：

采用改进遗传算法，根据所述决策规则，计算校正所述船舶航向的舵角指令信号和翼舵角指令信号。

5.根据权利要求1所述的船舶矢量舵控制方法，其特征在于，所述根据所述舵角指令信号，驱动所述船舶的舵，根据所述翼舵角指令信号，驱动所述船舶的翼舵，包括：

分别检测所述船舶的舵角和翼舵角；

根据所述舵角指令信号和检测的所述舵角，计算舵控制信号；根据所述翼舵角指令信号和检测的所述翼舵角，计算翼舵控制信号；

根据所述舵控制信号，控制舵驱动装置；根据所述翼舵控制信号，控制翼舵驱动装置；

根据所述舵驱动装置和所述翼舵驱动装置，驱动矢量传动装置；

根据所述矢量传动装置，分别驱动所述船舶的舵和翼舵。

6.根据权利要求5所述的船舶矢量舵控制方法，其特征在于，所述根据所述矢量传动装置，分别独立驱动所述船舶的舵和翼舵，包括：

根据具有任意转角比的舵和翼舵相互独立传动的矢量传动装置，分别独立驱动所述船舶的舵和翼舵。

7.一种船舶矢量舵控制装置，其特征在于，包括：

航向角检测模块，用于检测船舶偏离预设航向时的实际航向角；

控制力矩计算模块，用于根据所述预设航向和检测的所述实际航向角，计算校正所述船舶航向的控制力矩；

指令信号计算模块，用于根据所述控制力矩，计算校正所述船舶航向的舵角指令信号和翼舵角指令信号；

驱动模块，用于根据所述舵角指令信号，驱动所述船舶的舵，根据所述翼舵角指令信号，驱动所述船舶的翼舵。

8.根据权利要求7所述的船舶矢量舵控制方法，其特征在于，所述指令信号计算模块，包括：

解析模型建立单元，用于建立控制力矩解析模型；

指标函数建立单元，用于建立智能决策指标函数；

决策规则建立单元，用于基于所述控制力矩解析模型和所述智能决策指标函数，根据所述控制力矩，建立决策规则；

指令信号计算单元，用于根据所述决策规则，计算校正所述船舶航向的舵角指令信号和翼舵角指令信号。

9.根据权利要求7所述的船舶矢量舵控制方法，其特征在于，所述驱动模块，包括：

检测单元，用于分别检测所述船舶的舵角和翼舵角；

控制信号计算单元，用于根据所述舵角指令信号和检测的所述舵角，计算舵控制信号；根据所述翼舵角指令信号和检测的所述翼舵角，计算翼舵控制信号；

驱动装置控制单元，用于根据所述舵控制信号，控制舵驱动装置；根据所述翼舵控制信号，控制翼舵驱动装置；

传动装置驱动单元，用于根据所述舵驱动装置和所述翼舵驱动装置，驱动矢量传动装置；

舵和翼舵驱动单元，用于根据所述矢量传动装置，分别驱动所述船舶的舵和翼舵。

10.一种船舶矢量舵控制系统，包括：航向检测模块、航向调节器、智能决策器、舵伺服控制子系统、翼舵伺服控制子系统、矢量传动装置、舵和翼舵；

所述航向检测模块与所述航向调节器连接；所述航向调节器与所述智能决策器连接；所述智能决策器与所述舵伺服控制子系统和所述翼舵伺服控制子系统均连接；所述舵伺服控制子系统和所述翼舵伺服控制子系统均与所述矢量传动装置连接；所述矢量传动装置与所述舵和所述翼舵均连接；

所述航向检测模块用于检测的船舶偏离预设航向时的实际航向角，并将所述实际航向角发送给所述航向调节器；

所述航向调节器用于根据所述实际航向角和预设航向，计算校正所述船舶航向的控制力矩，并将所述控制力矩发送给所述智能决策器；

所述智能决策器用于根据所述控制力矩，计算校正所述船舶航向的舵角指令信号和翼舵角指令信号，并将所述舵角指令信号发送给所述舵伺服控制子系统，将所述翼舵角指令信号发送给所述翼舵伺服控制子系统；

所述舵伺服控制子系统根据所述舵角指令信号控制所述矢量传动装置；所述翼舵伺服控制子系统根据所述翼舵角指令信号控制所述矢量传动装置；

所述矢量传动装置用于在所述舵伺服控制子系统的控制下驱动所述舵，在所述翼舵伺服控制子系统的控制下驱动所述翼舵。