[发明专利]一种带有导引模块的气垫船回转率保持控制方法

摘要

本发明公开了一种带有导引模块的气垫船回转率保持控制方法，包括以下步骤回转率控制导引模块读取设定的回转率和当前的实际航向角，得到当前的期望航向角传送给比较器；比较器根据接收的期望航向角和当前的实际航向角进行比较，得到航向偏差传送给控制器；控制器根据接收的航向偏差得到舵角控制指令，发送给空气舵，空气舵执行指令达到设定回转率。本发明能够实现气垫船回转的自动控制，能够提高操控水平和航行稳定性。

主权项

一种带有导引模块的气垫船回转率保持控制方法，其特征在于，包括以下几个步骤：步骤一：回转率控制导引模块读取设定的回转率和当前的实际航向角，得到当前的期望航向角传送给比较器；步骤二：比较器根据接收的期望航向角和当前的实际航向角进行比较，得到航向偏差传送给控制器；步骤三：控制器根据接收的航向偏差得到舵角控制指令，发送给空气舵，空气舵执行指令达到设定回转率；所述的回转率控制导引模块得到当前的期望航向角的方法为：步骤一、一：读取当前时刻k的实际航向角；步骤一、二：根据设定的回转率和控制周期计算航向角变化量；步骤一、三：在实际航向角基础上累加计算的航向角变化量，得到当前时刻k的期望航向角传送给比较器；步骤一、四：读取下一时刻，令k＝k+1，如果设定的回转率没有改变，则在前一时刻的期望航向角上叠加航向角变化量得到当前的期望航向角，传送给比较器；如果设定的回转率发生改变，则转到步骤一、一；所述的控制器采用基于模糊切换的多模型自适应控制方法，包括以下几个步骤：步骤三、一：根据气垫船的工作航速范围，选取N个不同航速，建立多模型集；步骤三、二：针对每个航速设计一个PID控制器，得到多控制器集；步骤三、三：根据模糊规则设计模糊切换器的调度方法，得到模糊切换器输出的舵角控制指令；a、选定航速及航速变化律作为切换指标，航速V的范围为(15节，45节)，航速变化律的范围为(‑3，3)，分别将航速及其导数做线性映射对应到(‑1，1)的单位圆论域，对切换指标V和进行模糊化，得到切换指标V和的隶属度函数和模糊子集，切换指标V和的隶属度函数为三角函数；b、将多控制器集的输出控制量δri直接作为模糊切换器的输出变量的论域元素，模糊切换器的输出采用T‑S模糊推理结构，多控制器集的输出控制量δri进行模糊化，得到多控制器集的输出控制量δri的模糊子集和单元素隶属度函数；c、设计模糊规则，根据切换指标V和所属的模糊子集利用模糊规则确定多控制器集的模糊子集；d、根据航速和航速变化率所属的模糊子集和多控制器集的模糊子集，利用加权平均法得到模糊切换器输出的舵角控制指令：δr=Σi=17wiδri]]>其中，wi为控制器i的权重系数，wi＝μ1i·μ2i，δri为第i个局部控制器的输出，μ1i和μ2i分别为航速和航速变化率在第i个模糊子集的隶属度。