[发明专利]一种基于模糊控制的航向控制方法及系统

权利要求书

1.一种基于模糊控制的航向控制方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

计算船舶受控系统的航向角ψ与船舶系统预先设置的航向角ψ₀之间的航向角差值e；

将获取到的所述航向角差值e与预先设置的航向角差值阈值范围进行比较，判断所述航向角e是否在所述航向角差值阈值范围内；

当所述航向角e超出所述航向角差值阈值范围时，依据所述航向角差值e以及PID控制算法，计算PID参数初始值K_p1、K_d1和K_i1；

依据所述航向角差值e，计算航向角差值e的变化率ec(t)，并将所述航向角差值e和变化率ec(t)作为模糊输入量，进行模糊计算，得到PID参数的修正量σK_p1和σK_d1；

将计算得到的所述PID参数初始值K_p1、K_d1和K_i1以及PID参数的修正量σK_p和σK_d1输入预先生成的PID参数模糊矩阵模型中，生成PID参数；

将生成的所述PID参数输送至船舶的受控系统，进行航向控制；

当所述航向角e在所述航向角差值阈值范围时，控制所述受控系统继续按照当前的航向行驶。

2.根据权利要求1所述的基于模糊控制的航向控制方法，其特征在于，所述计算船舶受控系统的航向角ψ与船舶系统预先设置的航向角ψ₀之间的差值e的步骤具体包括下述步骤：

调用在所述船舶系统中预先设置生成的航向角ψ₀，同时从所述船舶受控系统获取当前船舶的航向角ψ；

在所述当前船舶的航向角ψ与所述航向角ψ₀之间做差运算，计算得到所述航向角差值e，其中，e＝ψ-ψ₀。

3.根据权利要求2所述的基于模糊控制的航向控制方法，其特征在于，所述依据所述航向角差值e，计算航向角差值e的变化率ec(t)，并以所述航向角差值e和变化率ec(t)为模糊输入量，进行模糊计算，得到PID参数的修正量σK_p1和σK_d1的步骤具体包括下述步骤：

依据所述航向角差值e，计算航向角差值e的变化率ec(t)；

以所述航向角差值e和变化率ec(t)为模糊输入量，进行模糊计算，得到PID参数的修正量σK_p1和σK_d1。

4.根据权利要求3所述的基于模糊控制的航向控制方法，其特征在于，所述以所述航向角差值e和变化率ec(t)为模糊输入量，进行模糊计算，得到PID参数的修正量σK_p1和σK_d1的步骤具体包括下述步骤：

将计算得到的所述航向角差值e和变化率ec(t)作为模糊输入量，将所述航向角差值e和变化率ec(t)转换为用原始隶属度函数表示的模糊变量的值；

将用原始隶属度函数表示的模糊变量的值与预先生成的模糊逻辑规则相结合，生成新的隶属度函数；

对生成的新的所述隶属度函数进行模糊解析，获取一个具有代表性的精确值作为所述PID参数的修正量σK_p1和σK_d1。