[发明专利]一种基于逆系统和内模控制的船舶动力定位控制方法

摘要

本发明是一种基于逆系统和内模控制的船舶动力定位控制方法。包括如下步骤1）建立船舶运动系统数学模型；2）构造关于船舶的伪线性系统；3）设计内环的内模控制器；4）计算速度环控制系统的参考模型；5）设计外环的内模控制器；6)添加坐标系转换；7)设计内环控制器参数；8)设计外环控制器参数。本发明是一种以逆系统和内模控制算法为基础的船舶动力定位控制方法，能合理高效的解决船舶运动控制的问题，鲁棒性强，定位精度，能实现绿色控制。

主权项

一种基于逆系统和内模控制的船舶动力定位控制方法，其特征在于包括如下步骤：1)建立船舶运动系统数学模型；2)构造关于船舶的伪线性系统；3)设计内环的内模控制器；4)计算速度环控制系统的参考模型；5)设计外环的内模控制器；6)添加坐标系转换；7)设计内环控制器参数；8)设计外环控制器参数；上述步骤3)设计内环的内模控制器的具体方法是：对伪线性系统G1进行内模控制，根据伪线性系统G1和内模控制器设计原理，得到伪线性系统模型和内环IMC控制器GIMC(s)如式(1.1)，其中f(s)为速度环IMC滤波器，为被控系统模型的最小相位部分；上述步骤4)计算速度环控制系统的参考模型具体方法是：根据内环控制系统的模型结构，输入输出关系即为Y(s)R(s)=GIMC(s)·Gp(s)1+GIMC(s)·[GP(s)-G^p(s)]---(1.2)]]>其中Y(s),R(s)分别为系统的输入和输出，Gp(s),分别实际被控系统和被控系统模型；忽略Gp(s),的差异，得到速度环控制系统Δ的参考模型(1.3)式，u=ug·fu(s)v=vg·fv(s)r=rg·fr(s)---(1.3)]]> 其中u,v,r分别为船舶纵荡速度、横荡速度和艏摇角速度，ug,vg,rg分别为速度环的给定控制信号，fu(s),fv(s),fr(s)分别为速度环针对三个自由度的IMC滤波器。