[发明专利]一种基于激光测距仪的气垫船进坞控制系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明属于气垫船的运动控制领域，尤其涉及一种基于激光测距仪的气垫船进坞控制系统及控制方法。

背景技术

气垫船的操纵性极差，由于静压力的支撑，悬浮在水面(地面)，航行状态受外界环境影响极大，很容易发生侧滑和高速回转，稳定性极差。经过几十年的发展气垫船由最早的人工操纵到现在的自动驾控，提高了气垫船的操控水平、降低操纵难度、减轻驾驶人员的工作强度、提高了气垫船航行的安全性。

随着气垫艇突出地位不断加强，气垫艇的保养维修也越来越受到重视，气垫艇进坞就是一项必不可少的步骤。保证气垫艇快速安全进坞，可以提高气垫艇的经济效益。

美、俄、英等国家相继开发研制了气垫船综合驾控系统。美国的LCAC等气垫船均装备了具有协调控制方式的自动驾控系统。俄罗斯在气垫船控制系统方面有丰富的理论及实际经验，20世纪90年代开发出了“黄橄榄石-32M”型气垫船协调运动控制系统，该型气垫船协调运动控制系统已经装备在“欧洲野牛号”大型气垫登陆艇上。但以上系统均没有提到气垫船的进坞控制，也没有见到相关的公开文献。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够减少时间和燃料损耗的，基于激光测距仪的气垫船进坞控制系统。本发明的目的还包括提供一种能够提高操控水平和航行稳定性的，基于激光测距仪的气垫船进坞控制方法。

一种基于激光测距仪的气垫船进坞控制系统，包括罗经、激光测距仪、比较器、控制器、空气舵和侧风门；

罗经采集气垫船当前时刻的航向角传送给比较器；

激光测距仪采集气垫船当前时刻的左右距离传送给比较器；

比较器将接收的航向角与指令航向角进行比较得到航向偏差，将接收的左右距离进行比较得到位置偏差，将航向偏差和位置偏差传送给控制器；

控制器包括航向控制器和位置横移控制器，航向控制器根据接收的航向偏差输出舵角指令传送给空气舵，调节空气舵舵角，位置横移控制器根据接收的位置偏差输出侧风门开闭指令传送给侧风门，控制侧风门的开闭。

一种基于激光测距仪的气垫船进坞控制方法，包括以下步骤，

步骤一：罗经采集气垫船当前时刻的航向角，激光测距仪采集气垫船当前时刻的左右距离；

步骤二：比较器将当前时刻的航向角与指令航向角进行比较得到航向偏差，接收的左右距离进行比较得到位置偏差；

步骤三：航向控制器接收航向偏差，采用神经网络滑膜控制方法，输出舵角指令；位置横移控制器接收位置偏差，采用逻辑判断方法，得到侧风门开闭指令；

步骤四：空气舵根据接收的舵角指令改变舵角，改变气垫船所受力矩，实现航向控制，侧风门根据接收的开闭指令进行开闭操作，实现气垫船的横向移动。

本发明一种基于激光测距仪的气垫船进坞控制方法，还可以包括：

1、神经网络滑膜控制方法中控制律为：