[发明专利]船舶双舵同步控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及船舶航行与姿态控制技术，特别涉及一种舵控制方法。

背景技术

在船舶姿态控制中，航向控制是最基本的，航向控制主要是靠控制操舵运动来实现的。对于具有双舵的船舶而言，当船舶直航时，为了使舵达到最佳的水动力性能，双舵之间应保持同步运动。普通双舵配置船舶在选用操舵装置时，通常考虑的方案是用一台推舵机构，通过连杆带动两个舵柄转动。有些特殊船型则无法采用上述方案，要求两舵同步转动又不允许有机械联系。这样，每个舵柄就得由单独的推舵机构来带动。两个舵柄的同步由电气液压控制系统来实现。通常为同步液压舱机的功率较大的泵控式舵机系统。这种同步液压舵机的控制通常有两种方案：一种是双通道操舵控制方案，即将同一舵角指令信号分别传输给两套舵伺服系统，由于两套舵伺服系统在物理方面总是存在差异的，因此两舵的实际舵角并没有达到有效的同步；另一种则是采用常规的单通道操舵控制，再加一套带有PID调节器电液伺服同步系统，后者比前者同步精度高。

经对现有的技术文献检索发现，没有发现与双舵同步控制技术有关的资料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够使双舵之间具有较高的同步性的船舶双舵同步控制方法。

本发明的目的是这样实现的：

所述补偿网络是一种基于变论域模糊理论的PID控制器，补偿网络的处理方法具体包括以下几个步骤：

(1)获得两个舵角的误差和误差变化率。

(2)调节两个舵角的误差和误差变化率的大小。

(3)调节量化因子K_e、K_ec和比例因子K_u的大小。

(4)获得常规PID调节器三个参数的调整量。

(5)获得合适的舵角补偿控制指令信号。

所述的步骤(1)中，包括两个舵角误差的计算方法，两个舵角的误差变化率的计算方法。

所述的步骤(1)中两个舵角误差的计算方法为

e＝δ_c1-δ_c2                (1)

式中，δ_c1为C1舵的舵角检测值，δ_c2为C2舵的舵角检测值，e为两个舵的舵角误差。

所述的步骤(1)中两个舵角的误差变化率的计算方法为

ec=e·---(2)]]>

式中，e为两个舵的舵角误差，ec为两个舵的舵角误差变化率。

所述的步骤(2)中两个舵角的误差和误差变化率调整方法为

e1＝e/K_e                    (3)

ec1＝ec/K_ec                 (4)

式中，e1和ec1分别为调整后的舵角误差和误差变化率，K_e和K_ec为量化因子。

所述的步骤(3)中，量化因子K_e、K_ec和比例因子K_u的大小是通过一个子模糊控制器来自动调整修正的，其修正规则为

表1 K_e、K_ec的修正规则

表2 K_u的修正规则

所述的步骤(4)中，常规PID调节器三个参数K_P、K_I、K_D的调整量是通过PID参数模糊控制器获取的，其模糊规则为

表3 K_P模糊控制规则表

表4 K_I模糊控制规则表

表5 K_D模糊控制规则表

所述的步骤(5)中，将获取的常规PID参数调节器三个参数的变化量送入到常规PID参数调节器中，修改常规PID参数调节器的三个参数，利用修改后的PID调节器得到合适的舵角补偿控制信号。

本发明的优点在于：