[发明专利]一种包含输入时滞的气垫船航迹向的鲁棒控制方法

说明书

技术领域

本发明属于气垫船航迹向控制领域，尤其涉及一种包含输入时滞的气垫船航迹向的鲁棒控制方法。

背景技术

全垫升气垫船是一种新型的高技术船舶，在工业中有着重要的作用。该类型船舶由于特殊的构造和运动方式，因而与常规船有着很大不同。对于常规船，其侧向水阻力较大，难以产生明显的侧漂，因而艏向角与航迹向之间的差别不大，这样就可以通过航向控制来代替运动方向的控制。然而对于全垫升气垫船，因其航行速度快，受到惯性影响或风的干扰时容易发生侧漂，其艏向角与航速方向通常有较大差别，因此对于航迹向的控制不能简单的归结为航迹控制。

2011硕士论文“全垫升气垫船航迹向控制专家系统研究”运用专家系统对于气垫船航迹向进行控制，但是该方法的实时性较差，没有考虑到控制输入的延迟，对于高速运行的气垫船来讲实用性和鲁棒性均有所不足。

气垫船的一些参数受周围环境的影响比较大，这就导致其建模会存在一定的不确定性，因而，对于气垫船的航迹向进行鲁棒控制具有重要的实际意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有高稳定性与鲁棒性的，包含输入时滞的气垫船航迹向的鲁棒控制方法。

一种包含输入时滞的气垫船航迹向的鲁棒控制方法，包括以下步骤，

步骤一：通过气垫船的传感器系统得到气垫船运动的状态向量，包括纵向速度u、侧向速度v以及转首角速度r；

步骤二：根据传感器系统采集的数据，得到气垫船当前运动的航迹向

步骤三：根据控制器输入进入执行器后的反应时间，引入输入时滞环节，建立包含输入时滞的状态空间模型：

x·(t)=Ax(t)+B1τ(t-d(t))+B2b(t)y(t)=Cx(t)]]>

其中M＝M^T>0为惯性矩阵，D>0为线性阻尼矩阵，τ为控制量，b为环境干扰，d(t)为时变时滞，满足：

0<d(t)<dd·(t)<μ]]>

其中d为时变时滞的上界，μ为时滞变化限制；

步骤四：将航迹向传送给鲁棒控制器，得到控制指令传送给执行器，实现航迹向控制。

本发明一种包含输入时滞的气垫船航迹向的鲁棒控制方法，还可以包括：

1、鲁棒控制器为：

τ(t)＝Kx(t)