基于MPC的船舶横摇运动控制方法研究

船舶在恶劣海况下会产生大幅横摇运动,严重影响船舶航行安全。如果能对船舶运动趋势进行预测,并采取一定措施进行减摇控制,将大幅提升船舶安全性。该文基于AQWA软件计算船舶运动响应,利用系统识别对波浪的记忆效应进行近似估计,结合横风横浪中单自由度横摇运动方程和船舶运动状态方程,采用模型预测控制(MPC)方法进行船舶横摇运动控制,进而达到减小横摇运动的目的。通过对标准船模5415在规则波和不规则波条件下的横摇运动及其控制模拟,结果表明:MPC方法可有效减小横摇运动幅值,可以很好地解决船舶横摇运动控制的非线性问题,因此该方法适用于船舶时域运动控制研究。该研究为横浪条件下多自由度船舶运动控制奠定了基础。