[发明专利]一种基于事件驱动的广义预测自适应补给船航向控制方法

摘要

本发明提供一种基于事件驱动的广义预测自适应补给船航向控制方法，第一，选用工作在离散状态下的离散事件触发器，设计变阈值下的触发判定函数，在到达触发时刻时，事件触发器通过触发判定函数判断当前状态是否满足触发条件；第二，通过补给船低频运动数学模型得出舵角‑航向的受控自回归积分滑动平均模型作为预测模型，采用遗忘因子递推最小二乘法对预测模型的参数进行在线估计；第三，结合事件驱动触发器将需要控制的状态发送给控制器，控制器通过GPC自适应算法解算后输出舵角控制增量和控制量，实现补给船快速完成靠近阶段和并行阶段并保持补给阶段的航向跟踪。本发明可以通过较低的代价控制补给船的航向，并且补给船系统的参数变化和环境影响的鲁棒性更强。

主权项

1.一种基于事件驱动的广义预测自适应补给船航向控制方法，其特征在于：第一，选用工作在离散状态下的离散事件触发器，设计变阈值下的触发判定函数，在到达触发时刻时，事件触发器通过触发判定函数判断当前状态是否满足触发条件；定义时间段为t∈[tk,tk+1)，时间触发器的采样周期为固定间隔T，事件下一个触发时刻表示为：其中：h为触发周期，0＜h＜T,γ((h+1)T)为事件触发器判断触发的阈值，为指数递减函数，参数范围ε＞1,0≤α≤1,ε0≥0；e(hT)为hT时刻的触发偏差；k∈N为整数所述触发判定函数Γ(s(ψ,e))为：式中：ψ为船舶航向，ψ_di为接收船的航向，ψ_i为补给船的航向，e_ADRC为控制器前一触发时刻与当前时刻的偏差，e为触发偏差，θ为e_ADRC调节因子，σ、μ为正态分布函数的参数，κ为阈值调节因子，s(ψ,e)表示在t≥0的情况下触发方程s(t⁺_k+1)＝b(s(t_k+1))的解，s＝[ψ^Τ e^Τ]，且触发条件是：满足触发判定函数的上下界之间的值；第二，通过补给船低频运动数学模型得出舵角‑航向的受控自回归积分滑动平均模型作为预测模型，采用遗忘因子递推最小二乘法对预测模型的参数进行在线估计；第三，结合事件驱动触发器将需要控制的状态发送给控制器，控制器通过GPC自适应算法解算后输出舵角控制增量和控制量，实现补给船快速完成靠近阶段和并行阶段并保持补给阶段的航向跟踪。