[发明专利]一种基于增稳控制器的气垫登陆艇控制方法

权利要求书

1.一种基于增稳控制器的气垫登陆艇控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：舵角信号去噪处理；

采用滑动加权平均算法对采样时刻前m个舵角信号进行滤波处理，滤波后的舵角信号为：

其中，δ_m-i为当前采样舵角信号δ_m之前第i个舵角信号；λ_m-i为加权系数，计算方法为：

步骤2：舵角指令约束；

为了预防气垫登陆艇在航行过程中出现甩尾现象，结合当前的航速和回转率对舵角指令进行约束，具体约束为：

当δ≥δ_max(v，γ)时，取δ＝δ_max(v，γ)；

当δ＜δ_max(v，γ)时，取δ＝δ；

其中，δ_max(v，γ)是关于速度v和艏向角γ的最大舵角安全限界值；

步骤3：计算约束后的舵角指令均值

其中，N为舵角时序数；N值越小增稳效果越差；N值越大，滞后越大；δ_i为每个时序所对应的舵角值；

步骤4：将舵角指令均值与设定的舵角均值阈值δ_const1进行比较；若则进入艏向保持方式，采用PID控制律求得所需产生的合力矩M，通过舵模型反解得到期望的舵角δ_c；其中K_p、K_d和K_I均为PID参数；ψ_e＝ψ-ψ_d，ψ_d＝ψ₁，ψ₁为第一次将舵角指令均值与设定的舵角均值阈值δ_const1进行比较时的艏向；若则计算约束后的舵角指令方差δ²，将舵角指令方差δ²与设定的舵角方差阈值δ_const2进行比较；舵角指令方差δ²的计算方法为：

将舵角指令方差δ²与设定的舵角方差阈值δ_const2进行比较；若δ²＜δ_const2，则采用舵角均值平滑方式，取若δ²＞δ_const2，则采用回转率保持方式，采用PID控制律求得所需产生的合力矩M，通过舵模型反解得到期望的舵角δ_c；

其中r_e为回转率偏差，r_e＝r-r_d，r_d根据求得；

步骤5：结合安全限界约束，采取自动驾控下的艏向和回转率增稳控制，进而得到期望舵角δ_c，并进行甩尾舵角约束，对艏向或回转率自动控制。