[发明专利]一种基于船舶水动力在线预报的船舶减摇控制系统

摘要

本发明公开了一种基于船舶水动力在线预报的船舶运动减摇控制系统，属于船舶与海洋工程技术领域。本发明利用船舶运动参数实时预报和动平衡思想，通过水动力方程实现船舶水动力的在线自适应预报，进而作为减摇控制的依据。通过传感器模块测量的船舶运动参数、水动力在线估计模块及鳍角分配模块对船舶运动进行实时、自适应控制，与传统的减摇控制方法相比自适应性和水动力估算模型更加完善。本发明适用于安装单对鳍或两对鳍的船舶，对安装单对鳍的船舶实现减横摇和减纵摇两种功能；对安装两对鳍的船舶实现减横摇、减纵摇和同时减纵‑横摇三种功能，可广泛用于各种水面船舶的减摇控制，在船舶减摇控制领域中具有良好的应用前景和良好的经济效益。

主权项

1.一种基于船舶水动力在线预报的船舶减摇控制系统，其特征在于，包括海洋环境激励模块、船体动力模块、运动姿态测量模块、船体水动力在线预报模块及鳍角分配模块；其具体的实现步骤包括：(1)海洋环境激励模块向船体动力模块施加作用，使船体不断产生横摇、纵摇、艏摇、横荡、纵荡、垂荡的六个自由度的运动；通过船舶运动姿态测量模块中的传感器实时监测船体横摇运动的时历数据η₄(t)、纵摇运动时历数据η₅(t)和垂荡运动加速度时历数据(2)船体水动力在线预报模块对船舶运动姿态进行实时预报，利用船舶运动时历数据，通过时间序列模型实现横摇、纵摇和垂荡运动的自适应实时预报，获得下一时刻的船舶横摇、纵摇和垂荡运动加速度预测值和(3)船体水动力在线预报模块对船舶水动力进行在线估计，通过船舶运动水动力学方程利用动平衡思想由船舶运动反求水动力；(4)利用船舶横摇力矩、纵摇力矩的预测值和通过鳍角分配模块，为船舶的各个减摇鳍分配角度，产生稳定力矩，实现减摇控制。