船舶横摇/航向综合协调鲁棒控制技术

成果拥有单位：哈尔滨工程大学

成果简介：

船舶横摇/航向综合协调鲁棒控制研究目的之一是通过在鳍（舵）上增加相对独立运动的小控制面——翼鳍（翼舵），来明显改善鳍（舵）流体动力性能，可大大提高鳍、舵的扶正控制能力，从而改善减摇鳍系统减摇性能和航向控制系统控制性能。在设计海情下，通过控制规律优化设计，尽可能减小主鳍（主舵）运动幅度，所需扶正力矩由小控制面翼鳍（翼舵）运动完成，从而达到改善船舶横摇（航向）控制效果，降低能耗，提高可靠性之目的。其次是利用船舶艏摇横摇运动间的耦合性，通过多变量鲁棒控制理论，设计和实现鳍/翼鳍、舵/翼舵对横摇、航向的联合控制，有效解决了船舶航行时航向控制与横摇减摇的综合性能需求及随机风、浪、流对船的影响，船的参数摄动对系统性能的影响，增强了控制系统鲁棒性能，提高了系统的适航性和全天候作战能力。

本项目主要突破了船舶横摇/航向-鳍/翼鳍-舵/翼舵综合协调鲁棒控制系统状态空间实现问题、船舶综合协调鲁棒控制策略设计与工程实现技术、鳍角/翼鳍角-舵角/翼舵角智能优化分配规则及其任意转角比试验样机实现等关键技术。

本项目达到的技术指标主要有：项目所实现的船舶横摇/航向-鳍/翼鳍-舵/翼舵综合协调控制系统在5级海情下，系统参数摄动30%时，航向控制误差为0.09°（均方根），横浪下横摇减摇率为97%（均方根），横摇减摇系统和航向控制系统能耗下降分别为8.1%和16%。主舵（鳍）/翼舵（鳍）原理样机实现的任意转角比控制。达到了同类产品国际先进、国内领先水平。

本项目取得的主要研究成果有：设计实现了主舵电伺服原理样机和翼舵电伺服原理样机各一套；集成实现了船舶横摇/航向-鳍/翼鳍-舵/翼舵综合协调控制系统物理仿真系统一套。相应成果获国防技术发明奖三等奖，黑龙江省科学技术二等奖（自然）。成果具有广阔的应用前景和经济效益。

具有自主知识产权，专利号：ZL200610010578.0，ZL200710071664.7，ZL200710071665.1，ZL200710072690.1，ZL200710071666.6，ZL200810064564.6，ZL200810064565.0，ZL200910073043.1，ZL200910072337.2，ZL200910072836.1等。