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船舶的自动靠泊控制技术研究状况《资讯》

发布时间:2020-08-17 13:59:39 阅读: 来源:放料阀厂家

2016-05-16 10:07:48来源:文章来源 USV控制的另一种方式是通过降低输出空间自由度的个数, 使得控制问题不再具有欠驱动的特性, 从而避Brockett 定理的必要条件约束, 求解光滑的时不变的反馈控制方法. 目前, 这种控制方式主要用于跟踪控制。

船舶靠泊操纵是最复杂和最困难的操作之一,也是镇定控制的一个重要问题。实际中大型船舶靠泊往往依靠拖轮助推,在条件允许时也可进行自力操纵靠泊,尤其是中小型船舶。因此,研究USV的自动靠泊控制具有重要的实际意义和经济价值。

USV自动靠泊控制的难点主要在于:船舶横向上未装备推进器,但却存在漂移运动;低速运动状态下船舶操纵性能及舵效较差;镇定过程中必须考虑运动的路径问题;船舶惯性较大,对位置和速度可控制精度要求较高。

在自动靠泊控制中,需要进行路径或轨迹设计,相对于定位控制而言,其难度更大。目前,关于USV运动规划的研究成果还很少。将神经网络应用于USV的自动靠泊控制,训练神经网络时采用简化的方法设计系统状态变量。一种基于逻辑控制的方法,驱动USV沿线性化的航向反复进退,逐渐接近终止状态,但其设计模型为简化模型,其实用性尚需验证。

研究了USV的非完整约束特性,在扩展状态空间定义了非线性滑模,将控制系统的轨迹设计与跟踪问题转化为标量零阶系统的镇定控制问题,完成了典型靠泊操纵的自动控制。然而,该算法只能驱动船舶前航靠泊,而且要求船舶有一定的初始进速或顶流,在轨迹设计时仅考虑了船舶的平面位置而未考虑其他状态,控制算法无法处理船舶实际操纵中的螺旋桨横向分力。

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