[发明专利]一种海洋能无人艇多驱动模式的智能切换系统

摘要

本发明提供一种海洋能无人艇多驱动模式的智能切换系统，包括信息采集模块、智能控制模块、能量采集模块、动力驱动模块和岸端监控模块。本发明的核心为在所述智能控制模块中利用模糊神经网络算法决策无人艇的驱动模式，将太阳能和风能转化成的电能，为电力推进器供能，直接利用所述的电力推进器控制无人艇的航速和航向；在波浪能充足的情况下，利用波浪推进器收集波浪能推进，而电力推进器辅助控制航向；在无人艇的航速和航向与既定目标偏差较小的情况下，不使用电力推进器，将电能通过蓄电池存储起来，在太阳能和风能供给不足和不及时的情况下为无人艇提供驱动力，节约能源，提高无人艇续航性。

主权项

1.一种海洋能无人艇多驱动模式的智能切换系统，其特征在于：包括信息采集模块、智能控制模块、动力驱动模块、能量采集模块和岸端监控模块，/n所述信息采集模块连接在智能控制模块上，且信息采集模块为智能控制模块提供包括波浪高度、风速、太阳能光强的环境信息以及无人艇航速和无人艇航向角航态信息，且所述信息采集模块包括气象站、浪高仪、陀螺仪、航速仪和光照仪；/n所述动力驱动模块与智能控制模块相连，在智能控制模块的控制决策下确定电力推进器为无人艇提供的驱动模式以及波浪推进器的收放，且所述动力驱动模块包括电力推进器和波浪推进器以及存储电能的能源控制器和蓄电池；/n所述能量采集模块通过能源控制器与动力驱动模块相连，为动力驱动模块供能，且所述能量采集模块包括多组太阳能电池板和风力发电机；/n所述智能控制模块包括决策计算机和控制计算机，可根据信息采集模块收集到的波浪高度、风速和太阳能光强信息以及与无人艇位置和姿态相关的航速偏差和航向偏差，来自主决定无人艇的驱动模式，所述驱动模式包括：/n(1)仅利用波浪推进器驱动无人艇的驱动模式；/n(2)以波浪推进器驱动为主，同时利用电力推进器辅助控制无人艇航向的驱动模式；/n(3)波浪推进器驱动，同时利用电力推进器控制航速和航向的驱动模式；/n(4)仅利用电力推进器控制航速和航向的驱动模式；/n所述智能控制模块采用基于模糊神经网络的智能控制器，具有波浪高度、海面风速、光照强度、航向偏差和航速偏差五个输入变量，分别用In1、In2、...、In5表示；输出的Out1和Out2值分别决定电力推进器的控制形式以及波浪推进器的收放，智能控制模块的具体控制步骤如下：/n第1步：输入环境和位姿变量，包括In1-In5，定义Rcv1至Rcv5分别表示每个结点接收到的变量值；/n第2步：环境信息和航态信息变量模糊化：定义Fu1至Fu5分别为Rcv1至Rcv5的模糊集合，每个模糊集合均有三种形式，对于Fu1、Fu2和Fu3来说均为：强、中、弱，对于Fu4和Fu5来说均为：大、中、小；对接收到的信息模糊化的过程采用高斯型隶属函数，以波浪高度Rcv1来说，模糊集合中的强、中、弱所对应着的波浪高度的均值分别为m