[发明专利]一种舰船用PID无模型自适应航向控制算法

摘要

本发明属于舰船运动控制领域，具体涉及一种舰船用PID无模型自适应航向控制算法。包括将自适应比例项以及自适应微分项引入无模型自适应控制算法中，提出一种舰船用PID‑MFAC算法；根据舰船期望航向y*(k)与舰船当前航向y(k)，计算航向偏差e(k)，e(k)＝y*(k)‑y(k)；当e(k)的绝对值|e(k)|小于设定的航向状态偏差的阈值e1，则认为舰船的实际航向收敛到期望航向并跳出循环否则执行下一步；PID‑MFAC算法根据e(k)解算出航向系统的期望输入u(k)；操纵机构接收并执行航向系统输入指令u(k)；令k＝k+1，更新舰船当前航向y(k)，并转到步骤2。本发明解决了MFAC算法直接应用到舰船航向控制中存在易发生严重超调、震荡现象甚至失稳的问题，自适应比例项与自适应微分项的引入，提高了控制器的响应速度与系统的动态响应性能。

主权项

1.一种舰船用PID无模型自适应航向控制算法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将自适应比例项以及自适应微分项引入无模型自适应控制(model free adaptive control,MFAC)，提出一种舰船用PID‑MFAC算法；步骤2、根据舰船期望航向y*(k)，与舰船当前航向y(k)，计算航向偏差e(k)其中e(k)＝y*(k)‑y(k)；步骤3、比较e(k)的绝对值与e₁的大小，当e(k)的绝对值|e(k)|小于设定的航向状态偏差的阈值e₁，则认为舰船的实际航向收敛到期望航向并跳出循环，否则执行PID_MFAC算法，PID‑MFAC算法解算出航向系统期望输入量u(k)；步骤4、操纵机构接收并执行航向系统输入指令u(k)；步骤5、令k＝k+1，更新航向舰船当前航向y(k)，并转到步骤2。