發(fā)布時間：2024-07-09 06:30

　　船舶靠泊時航速低,存在岸壁效應、淺水效應等復雜情況,難以采用基于模型的運動控制算法實現(xiàn)對其精確操控,因此設計一種實時采集動力學數(shù)據(jù)的硬件架構(gòu),并采用對反饋的數(shù)據(jù)直接進行運動控制的方法,實現(xiàn)船舶自動靠泊。該方法通過在船上不同位置布設微波雷達形成陣列,獲取船舶的不同位置相對于泊位岸壁的實時距離信息,并結(jié)合船舶的實時位置信息,通過計算幾何的方法得到船舶相對于泊位的實時位置和姿態(tài)。根據(jù)精確定義的船舶靠泊狀態(tài),設計一種由上層調(diào)度和下層控制組成的船舶自動靠泊方法,其中:上層調(diào)度采用基于專家系統(tǒng)的邏輯推理表;下層控制使用基于實時數(shù)據(jù)驅(qū)動的無模型自適應控制實現(xiàn)船舶操控。通過海量的實操數(shù)據(jù)精確調(diào)整控制器參數(shù),從而提升控制器在真實環(huán)境下的適應性和可靠性。實船試驗結(jié)果表明該方法具有可行性和實用性。

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【部分圖文】：

圖3船舶靠泊各項閾值示意

各微波雷達距離岸線的距離分別為S1～S6,各雷達距離岸線最近距離為Smin,船舶各雷達距岸線的警戒距離為Sj(1.5倍船長),船舶進入該范圍時,立即向反方向航行,遠離岸線;轉(zhuǎn)向圈半徑為Sz(10倍船長),船舶在進入轉(zhuǎn)向圈時轉(zhuǎn)向,先向設置的轉(zhuǎn)向點運動,當船舶到達轉(zhuǎn)向點后,調(diào)整航速至....

圖1船載微波雷達示意

船舶自動靠泊不同于傳統(tǒng)的船舶運動控制,靠泊時距離岸線較近,精度要求較高,因此采用微波雷達陣列來輔助船載GPS進行高精度定位。在船體上分別安裝6個微波雷達(見圖1),通過各微波雷達采集到的距岸線距離來計算船舶的精確位置和GPS數(shù)據(jù),完成船舶的精確定位,并結(jié)合船載姿態(tài)傳感器精確計算出....

圖2船舶靠泊流程圖

利用船載電子航向儀和微波雷達陣列獲取船舶各微波雷達距岸線的距離,并結(jié)合船舶的GPS數(shù)據(jù)判斷船舶相對于泊位的位置,進而得到船舶相對岸的姿態(tài)。利用微波雷達和姿態(tài)傳感器實時反饋船舶的位置信息和姿態(tài)角,根據(jù)上層的調(diào)度算法,并結(jié)合下層的無模型自適應控制算法實現(xiàn)船舶的自動靠泊,見圖2。自動靠....

圖4船舶左側(cè)靠泊示意

當船舶從左側(cè)靠近轉(zhuǎn)向圈時(見圖4),先通過船舶上GPS數(shù)據(jù)計算出船舶與泊位中心的距離S。當S>Sz(船舶在轉(zhuǎn)向圈外)時,船舶正常向泊位行進;當St<S<Sz(船舶進入轉(zhuǎn)向圈)時,船舶開始執(zhí)行準備靠泊。首先使船舶航行到轉(zhuǎn)向點處如圖4所示,計算出目標航向,結(jié)合船舶此時的航向角和微波雷....

本文編號：4004540