船舶列队协同控制方法研究综述

船舶列队是未来水路运输的重要方式。分析船舶列队协同控制的特点和原理;从船−岸协同交互、列队控制模型、列队运动控制、列队典型应用等4个方面分别进行现状分析与梳理。总结当前船舶列队控制技术瓶颈,包括人机共驾控制、列队控制运动不确定性建模、列队协同控制一致性、通信受限下船舶列队鲁棒控制及一致性控制等。最后,指出未来的船舶列队协同控制发展,应重点解决基于数据驱动与机理融合的列队运动建模、基于生物群体机制的船舶列队控制、基于分层控制的船舶列队控制等关键问题。

船闸水域船舶列队协同停船预测控制器

为提高船舶在闸室水域的航行效率和安全性,开展了船闸水域船舶列队协同停船控制方法的研究。建立了闸室水域船舶列队直航运动模型,基于模型预测控制原理分别提出了速度-时间法和速度-位移法两种船舶停船控制方法。针对船舶列队协同停船控制需求,结合停船经济性和平顺性设计了船舶列队停船控制目标函数,以船舶纵向间距保持、输入为约束,提出了基于集中式模型预测控制的船舶列队协同停船控制器。仿真结果表明,所设计的单船停船控制器和船舶列队停船控制器均具有较好的控制效果。相对而言,速度-时间法在平顺性上具有明显优势,速度-位移法则在经济性上表现更好,且有更高的控制精准度和稳定性。