[发明专利]一种动力浮标的自守位控制方法

摘要

本发明提供一种动力浮标的自守位控制方法，通过对GPS信息的解算，得到浮标当前速度、航向角以及浮标距守位点的距离和方位，根据这些信息分别设计了航向和速度控制器，将两个控制器的输出通过推力分配算法转化为三个推进器的推力。当浮标距守位点距离超出设定值时，可以自动驶回守位点。本发明实现将浮标保持在设定的守位区域内，防止了浮标受海流海浪的影响漂离作业区域。

主权项

1.一种动力浮标的自守位控制方法，其特征在于：在浮标的主体的底部设置有底推进器、上端对称设置有左推进器和右推进器，浮标顶端设置有GPS，包括如下步骤：步骤1：由浮标上搭载的GPS获取浮标当前位置经度λ、当前纬度φ、当前速度U、当前速度方向的信息；步骤2：由浮标当前位置经度λ、纬度φ和设定的守位点经度λ_d、纬度φ_d得出浮标距守位点距离D和守位点相对浮标的方位角步骤3：将GPS给出的浮标的当前速度方向转换到‑180°～180°范围：步骤4：根据浮标距守位点距离D计算期望速度Ud：Ud＝a×(D‑D0)式中：a为常系数，D0为机动停止半径；步骤5：根据浮标距守位点距离D来置位或清零机动标志位flag：式中：D0为机动停止半径，Dmax为守位区域半径；步骤6：根据浮标当前速度U、当前速度方向期望速度U_d和守位点相对浮标的方位角得到速度控制器和航向控制器的输入e_U和e_φ：步骤7：分别计算速度控制器输出F和航向控制器输出N：F＝kueU式中：ku为速度控制器比例控制系数，kn航向控制器比例控制系数，β为航向阻尼增益系数；步骤8：根据速度控制器输出F和航向控制器输出N进行推力分配：if(nl＜0)nl＝0,nr＝‑Nif(nr＜0)nr＝0,nl＝Nif(nl＞m)nl＝mif(nr＞m)nr＝mnb＝d×(nl+nr)式中：nl、nr、nb分别左推进器、右推进器和底推进器的转速，m为推进器的最高转速，d为与底推进器距浮标重心距离有关的系数；步骤9：根据机动标志位flag的值确定是否进行推力输出：若flag＝1，则控制推进器输出步骤8得到的转速；若flag＝0，则推进器不输出转速，重新进行第一步。