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[发明专利]一种船舶推力分配系统及推力分配方法-CN202010508527.0在审
发明人：王晓原;夏媛媛;姜雨函;朱慎超;曹志伟;张露露;陈钒烨 -专利权人：智慧航海（青岛）智能系统工程有限公司
申请日： 2020-06-06 - 公布日： 2020-10-23 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明涉及一种船舶推力分配系统及推力分配方法，一种船舶推力分配系统包括参数设置模块、限制因素选择模块、数学模型建立模块、优化算法选择模块、分配方案生成模块、数据存储模块以及仿真模拟模块。而一种船舶推力分配方法包括：S1、设定推进器的布局及参数；S2、设置限制因素；S3、建立推力分配数学模型；S4、选择优化算法；S5、根据推力分配模型及优化算法来生成推力分配方案；S6、通过调整上述参数来生成多种推力分配方案本发明仅需设置各类参数就能完成对不同的船只的多种推力分配方案，且还能同时对不同推力分配方案进行仿真，这样节省了大量编制仿真程序及分析仿真数据的时间，同时还能减少大量成本。
一种船舶推力分配系统方法

[发明专利]一种自校正的动力定位船舶推力分配方法-CN202210471837.9在审
发明人：刘明;华亮;季霆;张华强;邹琪琪;朱艳琳;汪志锋;闫鸣宇;顾姚晨阳;魏海洋 -专利权人：南通大学
申请日： 2022-04-29 - 公布日： 2022-08-16 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明涉及动力定位船舶推力分配技术领域，具体涉及一种自校正的动力定位船舶推力分配方法，包括：(1)、根据动力定位船舶对象实际情况初始化各种参数；(2)、根据动力定位船舶的各种参数值计算所建立的推力分配数学模型所需参数值；(3)、根据步骤(2)计算结果运用序列二次规划算法进行船舶推力分配计算；(4)、根据步骤(3)推力分配结果结合推力和方位角约束进一步确立合理的各个推进器推力和方位角；(5)、根据步骤(4)计算推力分配偏差，运用能量最优二次规划算法进行推力分配自校正。本发明构建精确的推力分配数学模型，并对初步推力分配结果形成的偏差进行一次自校正，能够灵活综合考虑船舶的能耗、机械磨损以及奇异性等性能指标，提高船舶推力分配的精度。
一种校正动力定位船舶推力分配方法

[发明专利]一种海洋钻井平台动力定位系统推力分配方法-CN201110346363.7无效
发明人：俞孟蕻;袁伟;刘鹏;陈红卫;杨奕飞;李兴友;李彦 -专利权人：江苏科技大学
申请日： 2011-11-04 - 公布日： 2012-06-20 - 主分类号： G05B13/02 文献下载
摘要：本发明公布了一种海洋钻井平台动力定位系统推力分配方法，以最小化推进系统能耗和推力误差为推力分配优化的目标函数，考虑推力大小、推力变化率、方位角变化率、推力禁区约束条件，应用粒子群算法解决动力定位系统推力分配优化问题包括以下步骤：设定推力分配的输入量：纵向合力、横向合力和艏摇力矩为已知参数，设定每个推进器的推力幅值和方向为未知变量，即待优化解；对平台受力进行分析，所有推进器产生的合力和合力矩与推力分配的输入量相等；根据海洋钻井平台推进器的布置建立推力分配数学模型，应用粒子群算法解决推力分配优化问题。本发明对推力分配的目标函数没有特定的要求，调整的参数少，操作简单，易于实现，计算速度快，满足了动力定位系统实时性高的要求。
一种海洋钻井平台动力定位系统推力分配方法

[发明专利]一种基于粒子群算法的船舶推力分配方法-CN202310083317.5在审
发明人：刘明;陈娟;吴晓新;周俊;季霆;娄德成;孔翼诚;赵羿轩;邹琪琪;胡正阳 -专利权人：南通大学
申请日： 2023-02-08 - 公布日： 2023-04-25 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明涉及动力定位船舶推力分配技术领域，具体涉及一种基于粒子群算法的船舶推力分配方法，包括：(1)初始化船舶各类参数；(2)判别是否执行最优角度搜寻，是则运用PSO算法进行最优角度求解，否则保留前一时刻最优角度解；(3)根据切换标志Tflag的值判别推力分配求解方法，值为0则执行步骤(4)，值为1则执行步骤(5)；(4)运用SQP算法进行推力分配求解，然后执行步骤(6)；(5)运用PSO算法进行推力分配求解；(6)运用最优角度区界定机制进行最优角度区更新；(7)输出推力分配结果，更新船舶状态参数，跳至步骤(2)进行下一个周期推力分配计算。本发明能够从全局优化角度进行推力分配求解，进而提高船舶推力分配精度、降低能耗。
一种基于粒子算法船舶推力分配方法

[发明专利]一种基于混合算法的船舶动力定位系统推力分配方法-CN201810165856.2在审
发明人：夏国清;韩志伟;陈兴华 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2018-02-28 - 公布日： 2018-09-04 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于混合算法的船舶动力定位系统推力分配方法，属于船舶动力定位系统技术领域。通过蚁群和人工鱼群混合算法来解决船舶动力推力分配优化问题，包含以下步骤：输入参与推力分配的纵荡、横荡和艏摇的力和力矩；设定每个推进器推力的大小、推力变化率、推进器方位角变化率和推进器方位角禁区的范围；根据船舶所受的合力，要求所有的推进器产生的合力和合力矩与参与推力分配的输入指令相等；建立推力分配数学模型，并应用蚁群和人工鱼群混合算法解决推力分配的优化问题。本发明提出的算法增强了遍历寻优的能力，克服了易陷入局部极值的问题，能够有效地将三个自由度的推力指令分配到每个推进器上，解决动力定位系统的推力分配问题。
推力分配混合算法推进器船舶动力定位系统人工鱼群优化问题蚁群动力定位系统方位角变化率推进器推力船舶动力输入指令数学模型算法增强推力变化推力指令方位角有效地遍历寻优艏摇相等船舶禁区分配应用

[发明专利]基于NSGA-II算法的船舶推力分配方法-CN201610429104.3有效
发明人：夏国清;刘彩云;陈兴华;薛晶晶 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2016-06-16 - 公布日： 2018-12-07 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明提供一种基于NSGA‑II算法的船舶推力分配方法，确定推力分配输入量即动力定位系统控制器发出的推力指令：纵向合力、横向合力和艏摇力矩并设定为已知变量；分析目标船所受合力；建立推力分配数学模型，运用NSGA‑II算法进行推力分配得到最优推力分配解等一系列步骤。本发明采用NSGA‑II算法在进行推力分配的过程中不需要人为的设定各个目标函数权重值，从而能够更精确的寻找到使得推进系统能耗最小、推力误差最小和推进器磨损最小时每个推进器的最优转速和方向角。
基于 nsga ii 算法船舶推力分配方法

[发明专利]一种改进PSO和SQP相融合的推力分配方法-CN202211009139.3在审
发明人：刘明;邹琪琪;张华强;程鑫鑫;费思雨;魏海洋;王棵 -专利权人：南通大学
申请日： 2022-08-22 - 公布日： 2022-10-25 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明涉及动力定位船舶推力分配技术领域，具体涉及一种改进PSO和SQP相融合的推力分配方法，包括如下步骤：步骤1、初始化参数，包括船舶结构参数、船舶状态参数、船舶物理条件约束参数和权值参数；步骤2、构建二次型推力分配数学模型，并计算其相关的参数值；步骤3、运用SQP算法进行船舶推力分配计算；步骤4、根据船舶物理条件约束参数对推力分配结果进行处理，计算奇异值并判别是否满足需求，否则跳至步骤6，判别推力和力矩是否满足需求，是则跳至步骤本发明能够对推力分配结果进行校正、优化，能够灵活综合考虑船舶的能耗、机械磨损以及奇异性等性能指标，最终提高船舶推力分配的精度。
一种改进 pso sqp 融合推力分配方法

[发明专利]一种基于人工鱼群算法的船舶动力定位系统推力分配方法-CN201710088312.6有效
发明人：夏国清;韩志伟;邵兴超;刘建旭;陈兴华 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2017-02-17 - 公布日： 2019-10-18 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明提供的是一种基于人工鱼群算法的船舶动力定位系统推力分配方法。包含以下步骤：输入参与推力分配的纵荡、横荡和艏摇的力和力矩；设定每个推进器推力的大小、推力变化率、推进器方位角禁区的范围和推进器方位角变化率；根据船舶所受的合力，要求所有的推进器产生的合力和合力矩与参与推力分配的输入指令相等；建立推力分配数学模型，并应用人工鱼群算法解决推力分配的优化问题。本发明对目标函数的性质要求不高，寻优速度快，具备全局寻优的能力，能够有效地将纵荡、横荡和艏摇三个自由度的推力指令分配到每个推进器上，从而降低推进器的能量消耗，解决动力定位系统的推力分配问题。
一种基于人工鱼群算法船舶动力定位系统推力分配方法

[发明专利]一种带监督机制的推力分配方法-CN202310084870.0在审
发明人：刘明;陈娟;季霆;周俊;娄德成;李涛;阳敏;王宇;朱文慧 -专利权人：南通大学
申请日： 2023-05-10 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明涉及动力定位船舶推力分配技术领域，具体涉及一种带监督机制的推力分配方法，包括：(1)初始化船舶各类参数；(2)判别是否执行最优扇区搜寻，是则运用PSO算法进行最优扇区求解，否则保留前一时刻最优扇区解；(3)判别推进器所处扇区是否与前一时刻选择扇区相一致，是则执行步骤(4)，否则执行步骤(5)；(4)运用非扇区切换的SQP算法进行推力分配求解，然后执行步骤(6)；(5)运用扇区切换的SQP算法进行推力分配求解；(6)运用监督与切换机制进行扇区选择；(7)输出推力分配结果，更新船舶状态参数，跳至步骤(2)进行下一个周期推力分配计算。本发明从全局优化角度进行推力分配求解，保证船舶推力分配精度并降低能耗。
一种监督机制推力分配方法

[发明专利]一种基于改进多目标粒子群算法的船舶动力定位系统推力分配方法-CN202310774961.7在审
发明人：邓芳;杜治宇;丁强;张翰林;侯秀慧;杨化林 -专利权人：青岛科技大学
申请日： 2023-06-28 - 公布日： 2023-10-10 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明提供一种基于改进多目标粒子群算法的船舶动力定位系统推力分配方法，建立包含多个独立优化目标的目标函数，将改进的多目标粒子群优化算法引入到多目标推力分配优化问题的求解中，而非通过加权系数方式将推进器功耗、推力分配误差、推进器损耗抖动等多个优化目标合为单一目标优化问题求解，能够在考虑全局性和灵活性情况下、获取更可靠的和最优的推力分配结果，从而提高推力分配精度、降低能耗、减小推力分配误差和推进器磨损及抖动，使推力分配问题的解更加符合实际，解决了单目标推力分配问题求解中权值选择困难及各目标函数间存在冲突的问题，明确了推进器各项性能指标的物理意义。
一种基于改进多目标粒子算法船舶动力定位系统推力分配方法

[发明专利]一种减少动力定位船舶推进器磨损的推力分配方法-CN201910000052.1有效
发明人：文武;夏义;陈卓;张奇;周兴;鲍鹏 -专利权人：武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所）
申请日： 2019-01-01 - 公布日： 2022-01-14 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种减少动力定位船舶推进器磨损的推力分配方法，先根据动力定位船舶的推进器布置情况，建立推力分配的数学模型，然后利用二次规划算法对所述的推力分配数学模型进行求解，得到各推进器的推力大小和方向，再计算上个分配周期的各推进器角度和当前分配推进器角度的差值，对比差值与规定阈值的大小，若差值大于阈值，则输出当前的推力大小和方向，若差值小于规定的阈值，则保持推进器的方位角不变，重新建立推力分配的数学模型进行二次推力分配，重新计算各推进器的推力大小和方向。采用本发明所提出的推力分配方法可以有效避免全回转推进器频繁转动，从而可以减少推进器的磨损，提供推进器的使用寿命。
一种减少动力定位船舶推进器磨损推力分配方法

[发明专利]一种基于船舶功率管理系统的推力优化分配方法-CN201510790162.4在审
发明人：袁伟;齐亮;苏贞;陈红卫;俞孟蕻;李彦 -专利权人：江苏科技大学
申请日： 2015-11-17 - 公布日： 2016-02-03 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于船舶功率管理系统的推力优化分配方法，控制器获得当前需要分配的合力和合力距，然后采用基本推力分配法对给定推力进行推力优化分配，并将优化结果送给功率管理系统进行分析判断，如不满足电网要求则进行二次推力优化分配；功率管理系统根据二次分配后的推力大小，调节全船电网。本发明采用推进器偏置的推力优化分配方法调节推进器功率，从而调节全船电网，该方法简单有效，有效地改善了船舶电网质量和防止了电网断电，提高了船舶的安全性，并减少主机磨损和能耗。
一种基于船舶功率管理系统推力优化分配方法

[发明专利]一种基于凸包确定推力器列表的控制分配方法-CN201510337564.9有效
发明人：张世杰;聂涛;赵亚飞;孙兆伟 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2015-06-17 - 公布日： 2017-10-03 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：一种基于凸包确定推力器列表的控制分配方法，属于飞行器控制领域，本发明是为了解决现有最优查表法中离线制定推力器组合表复杂，确定的推力器列表的分配控制小，无法同时适用于开关控制模式的推力器模型等问题。本发明所述的控制分配方法的主要实现过程为根据推力器安装构型，基于凸包确定最优推力器组合表；由期望控制力矩，结合离线确定出的预装定数据，利用法向量判定方法，确定最优推力器组合；针对推力器工作模式的不同，采用不同的分配方案，当推力器为连续控制量输出模式时，利用伪逆法进行求解，而当推力器为离散开关控制模式时，通过确定所有可能的开关组合，选择出分配误差最小的分配方案。
一种基于确定推力列表控制分配方法

[发明专利]锥形布局电推进卫星故障模式位置保持最优推力分配方法-CN201710940169.9有效
发明人：马雪;石恒;胡少春;韩冬;汤亮;刘潇翔;陈守磊 -专利权人：北京控制工程研究所
申请日： 2017-10-11 - 公布日： 2019-06-18 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明提供了锥形布局电推进卫星故障模式位置保持最优推力分配方法，该方法采用解析法进行锥形布局故障模式下的电推力器位置保持控制分配。首先，根据发生故障的推力器选取用于位置保持控制的一对未出现故障的推力器；之后，获取该推力器对的两种不同的分配方式，并进行选取；最后，通过改变电推力器开机时刻进行阴影区规避。本发明采用完全解析的方式，解决了故障模式电推进位置保持推力器分配问题，使燃料消耗达到最优，同时降低轨道周期内的推力器开机次数，为实现静止轨道卫星的故障模式电推进位置保持提供一种有效的推力器分配方法。
锥形布局推进卫星故障模式位置保持最优推力分配方法

[发明专利]一种动力定位船推力分配策略评测方法-CN202311145809.9在审
发明人：李佳川;黄炜;范士锋;赵宾;王岭;王福;徐凯;田丰 -专利权人：中国船舶集团有限公司第七〇七研究所
申请日： 2023-09-07 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： G05B19/04 文献下载
摘要：本发明涉及船舶动力定位控制技术领域，尤其涉及一种动力定位船推力分配策略评测方法，包括如下步骤：将各推进器的平面推力可行域分割为多个平面凸区域；每个推进器各选出一个平面凸区域形成组合三轴力集合；在控制指令取值区间范围内选取多个作为指令力，分别判断是否存在可行解；对存在可行解的控制指令进行推力分配求解；根据推力分配求解结果对推力分配策略进行评估。本发明提供的方法评测过程简单高效，并且可以对推力分配策略进行有效评估，当分配的合力、合力矩与控制指令不相等时，可以直接判断是推进装置物理条件限制的原因还是推力分配策略问题。
一种动力定位推力分配策略评测方法

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