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原文传递一种基于积分法的艏摇响应参数向量估计方法

专利名称：	一种基于积分法的艏摇响应参数向量估计方法
摘要：	本发明提出了一种基于积分法的艏摇响应参数向量估计方法，属于船舶操纵性建模技术领域，适用于舰船或波浪滑翔器。本方法首先设置积分区间的时间长度L，将操纵响应方程对时间积分，得到积分的操纵响应方程；之后根据操纵响应方程设置参数向量与状态向量，然后设置准则函数，利用权重系数调节内部参数的相对权重；之后将准则函数关于当前时刻参数向量的估计值求极小值，加入步长因子，得到递推形式的当前时刻参数向量的估计值；最后重复以上步骤，直至收到估计过程结束指令。本发明可在舰船航行过程中实时修正艏摇响应参数向量，获取实时变化的舰船或波浪滑翔器的艏摇响应参数，相比已有技术在快速性、便利性、适用范围等方面具有显著优势。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	黑龙江;23
申请人：	哈尔滨工程大学
发明人：	王磊峰;廖煜雷;潘恺文;李晔;贾琪;李姿科;李可;沈海龙
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-12T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-14T00:00:00+0800
申请号：	CN201910185374.8
公开号：	CN109747776A
分类号：	B63B9/00(2006.01);B;B63;B63B;B63B9
申请人地址：	150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室
主权项：	1.一种基于积分法的艏摇响应参数向量估计方法，其特征在于，主要通过以下步骤实现： (1)设置积分区间的时间长度L； (2)将操纵响应方程对时间积分，得到积分的操纵响应方程，积分区间为距当前时刻时间长度为L的区间，积分下限为积分上限为其中为当前时刻；其中，忽略积分区间内操纵响应方程需要估计的艏摇响应参数的变化，将需要估计的艏摇响应参数视为常数； (3)根据积分的操纵响应方程设置参数向量P与状态向量Y；其中，参数向量P为列向量，包含操纵响应方程中所有待估参数；所述状态向量Y为列向量，使积分的操纵响应方程满足其中为当前时刻艏向角，ψ0为时刻的艏向角； (4)设置准则函数其中，为当前时刻参数向量P的估算值，为的转置，为上一时刻参数向量P的估计值，μ为权重系数且μ＞0； (5)对准则函数J关于求极小值，加入步长因子λ，递推修正其中，λ为步长因子且λ＞0； (6)返回步骤(5)，直至收到估计过程结束指令。 2.根据权利要求1所述的一种基于积分法的艏摇响应参数向量估计方法，其特征在于：所述的操纵响应方程为一阶方程。 3.根据权利要求1所述的一种基于积分法的艏摇响应参数向量估计方法，其特征在于：所述的操纵响应方程为一阶线性KT方程其中，T和K为需要估计的艏摇响应参数，r为转艏角速度，为转艏角加速度，δ为舵角，则参数向量P＝[T,K]T，状态向量其中，为当前时刻的转艏角速度，r0为时刻的转艏角速度。 4.根据权利要求1所述的一种基于积分法的艏摇响应参数向量估计方法，其特征在于：所述的操纵响应方程为一阶非线性KT方程其中T、K和α为需要估计的艏摇响应参数，r为转艏角速度，为转艏角加速度，δ为舵角，则参数向量P＝[T,K,α]T，状态向量其中为当前时刻的转艏角速度，r0为时刻的转艏角速度。 5.根据权利要求1所述的一种基于积分法的艏摇响应参数向量估计方法，其特征在于：所述的参数向量P与状态向量Y，二者中元素的次序可按照相同的规则进行位置调换。 6.根据权利要求1所述的一种基于积分法的艏摇响应参数向量估计方法，其特征在于：所述的方法适用于舰船艏摇响应参数。 7.根据权利要求1所述的一种基于积分法的艏摇响应参数向量估计方法，其特征在于：所述的方法适用于波浪滑翔器艏摇响应参数。 8.根据权利要求7所述的一种基于积分法的艏摇响应参数向量估计方法，其特征在于：所述的适用于波浪滑翔器的基于积分法的艏摇响应参数向量估计方法包括基于积分法的浮体艏摇响应参数向量估计方法和基于积分法的潜体艏摇响应参数向量估计方法，二者并行运行。 9.根据权利要求8所述的一种基于积分法的艏摇响应参数向量估计方法，其特征在于：所述的基于积分法的浮体艏摇响应参数向量估计方法使用浮体等效舵角δF，满足关系δF＝ψ0×sin(ψG-ψF)，其中，ψ0为固定角度，ψG为波浪滑翔器中潜体的艏向，ψF为波浪滑翔器中浮体的艏向。 10.根据权利要求8所述的一种基于积分法的艏摇响应参数向量估计方法，其特征在于：所述的基于积分法的潜体艏摇响应参数向量估计方法中使用潜体等效舵角δG，满足关系δG＝δr，其中，δr为潜体上转动舵的舵角。
所属类别：	发明专利