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摘要：本发明涉及一种基于MPC的船舶横摇运动控制方法，属于船舶与海洋工程运动控制技术领域。包括波浪记忆效应的延时性处理方法、基于MPC的船体运动控制方法。本发明可以很好的考虑波浪条件下船舶的运动延迟问题，辅助解决恶劣海况下船舶的运动控制问题。
主权项：1.基于MPC的船舶横摇运动控制方法，其特征在于包括以下步骤：1波浪记忆效应的延时性处理方法船舶单自由度横摇运动方程表示为： 式中：ω为波浪频率，φ为船舶横摇角；Bω为阻尼系数；K为回复力系数；Ixx为横摇惯性矩；Jxxω为随时间变化的横摇附加惯性矩；Mwaveω为波浪激励力矩，将频域横摇运动方程转换至时域，并添加横摇运动控制力矩，则公式2写成： 式中：Met是施加的外部控制力；h是表征了自由面记忆效应的延迟函数，通过附加质量Jxxω或势流阻尼Bω由公式3积分计算得到，其中，Jxxω和Bω根据频域内的横摇附加质量曲线或横摇阻尼曲线采用最小二乘法由系统识别得到； 2基于MPC的船体运动控制方法定义状态向量通过状态空间表征，将船体运动方程2表示为状态空间方程，如公式4所示： 式中：uT是常微分方程5的状态向量，是时域常微分方程5经过拉普拉斯变换得到的频域代数方程的系统矩阵、状态矩阵和输出矩阵，如公式6所示，对应的维度分别是n×n，n×1，1×n，n为系统的阶数，将此系数矩阵代入公式4所示的一阶微分方程，基于识别后的参数进行系统控制，状态空间方程如公式4所示，求解采用四阶Runge-Kutta方法进行，其中，K,Jxx水动力系数根据所建立的水动力模型由现有水动力软件AQWA计算得到；状态向量数量nx＝6，输入变量波浪力Mwave数量nu＝1，输出变量控制力Me数量ny＝1，控制过程中选用的损失函数即为控制的目标函数，使船舶横摇运动中的横摇角最小，如公式7所示：
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百度查询： 鲁东大学 基于MPC的船舶横摇运动控制方法
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