[发明专利]一种舰船用积分分离式PI型紧格式无模型自适应航向控制算法

摘要

本发明属于舰船运动控制领域，具体涉及一种舰船用积分分离式PI型紧格式无模型自适应航向控制算法。包括在紧格式无模型自适应控制算法的基础上引入比例项构成PI型CFDL_MFAC算法,比例项的离散形式为kp·Δe(k)；设定航向偏差阈值e0；计算航向偏差e(k)，其中e(k)＝y*(k)‑y(k)；当e(k)的绝对值|e(k)|大于设定的航向状态偏差的阈值e1；积分分离式PI_CFDL_MFAC控制器根据e(k)，解算出航向系统的期望输入u(k)；令k＝k+1，更新航向舰船当前航向y(k)。本发明通过在控制算法中引入比例项，提高了系统的响应速度，同时在算法中引入积分分离的思想，避免了原控制算法直接应用到舰船航向控制中因积分饱合造成系统震荡甚至失稳的问题，比例项与积分分离思想的引入扩展了CFDL_MFAC理论的应用范围，从而使得舰船航向能够快速稳定收敛到期望航向。

主权项

1.一种舰船用积分分离式PI型紧格式无模型自适应航向控制算法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1、在紧格式无模型自适应控制算法的基础上引入比例项构成PI型CFDL_MFAC算法,比例项的离散形式为kp·Δe(k)，kp为比例控制系数，T为控制节拍，k为控制周期的序号，Δe(k)＝e(k)‑e(k‑1)，e(k)、e(k‑1)分别为第k，第k‑1个控制周期的航向偏差；步骤2、设定航向偏差阈值e0，e0为0‑360°之间的一个常量，当|e(k)|＜e0时，令步长因子ρ＝ε0，权重因子λ＝N0,其中0＜ε0＜0.001，100＜N0＜1000且均为常量；步骤3、根据舰船期望航向y*(k)，与舰船当前航向y(k)，计算航向偏差e(k)，其中e(k)＝y*(k)‑y(k)；当e(k)的绝对值|e(k)|小于设定的航向状态偏差的阈值e1，则认为舰船的实际航向收敛到期望航向并跳出循环，否则执行步骤4；步骤4、积分分离式PI_CFDL_MFAC控制器根据e(k)，解算出航向系统的期望输入u(k)。操纵机构接收并执行航向系统期望输入指令u(k)；步骤5、令k＝k+1，更新航向舰船当前航向y(k)，并转到步骤3。