[发明专利]一种船舶运动控制方法、终端设备及存储介质

说明书

本发明涉及一种船舶运动控制方法、终端设备及存储介质，该方法中包括：当船舶远离桥墩时，船舶运动控制方程中的扰动力和力矩不含有岸壁效应。当船舶遇到桥涵标时，桥墩对船舶产生岸壁效应，船舶运动控制方程中的扰动力和力矩增加岸壁效应产生的力和力矩。并通过一系列验证证明闭环系统是一致最终有界的。并且在不同的输入延迟下，船舶可以自行调整并快速到达所需位置。

技术领域

本发明涉及船舶控制领域，尤其涉及一种船舶运动控制方法、终端设备及存储介质。

背景技术

对在桥区航行的助航标志，国际航标协会(IALA)推荐通航桥孔左右侧标志灯光采用红色的或绿色的节奏航标灯去标出可通行航道的界限。桥墩警示标志是十分重要的助航标志，对于保障船舶航行安全起到重要的作用。桥墩警示标志可以标志桥墩的位置，尤其在夜晚，视觉条件不好的情况下，如果缺少桥墩警示标志，船舶很容易误撞桥墩，造成安全事故。由于当船舶遇到桥涵标时，桥墩会对船舶产生岸壁效应，而现有技术中并未对船舶的岸壁效应进行研究。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种船舶运动控制方法、终端设备及存储介质。

具体方案如下：

一种船舶运动控制方法，包括：

当船舶与桥涵标之间的距离小于距离阈值时，构建增加了岸壁效应影响的船舶运动控制方程，通过自适应滑模控制模型来对船舶的运动进行控制；

所述船舶运动控制方程为：

τ(t)＝RM^-1τ₁

其中，f(t)表示模型动力学方程；τ(t)表示控制输入；η表示船舶的位置和姿态矢量；表示η的一阶导数；表示η的二阶导数；t表示时间；τ₁表示控制力和力矩的矢量；M表示惯性矩阵；D表示线性流体动力阻尼矩阵；τ_ω表示包含岸壁效应产生的力和力矩的外部环境干扰；R表示旋转矩阵；表示R的一阶导数；

所述自适应滑模控制模型中控制率为：

其中，η_d表示期望状态；表示状态误差；为λ的估计值；为估计误差；表示的一阶导数；c₂、c₃、λ均为系数参数；表示的一阶导数；表示的二阶导数；函数sgn表示符号函数；s(t)表示滑动模态曲面函数，h表示延迟时间；||.||表示范数。

进一步的，所述外部环境干扰τ_ω包括风扰动、流扰动、浪扰动和岸壁效应。

进一步的，所述岸壁效应产生的垂直岸壁的力和力矩分别为：

其中，C_Y表示垂直岸壁的力；C_N表示垂直岸壁的力矩；ρ表示水的密度；C_b是方形系数；d表示吃水量；h表示水深；L表示船的长度；B表示船的宽度；η₀表示船宽与船岸距离之比。

一种船舶运动控制终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明实施例上述的方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例上述的方法的步骤。