基于虚拟本船的欠驱动船舶航迹保持策略

[目的]为改善大、中型船舶航迹保持控制的效果,减少舵机能耗,需建立一种适合多种船型的航迹保持策略。[方法]在虚拟小船逻辑制导的基础上,提出基于虚拟本船的航迹保持策略,通过设置虚拟本船,使船舶快速跟踪虚拟本船,并精确地回到航线上。为适合不同船型,考虑船舶操纵性,对航线转向点附近的航向保持进行规划,以确保船舶在转向过程中无超调。另外,在控制算法中应用非线性反馈技术来降低舵机能耗,并以“Mariner”轮为研究对象进行仿真分析。[结果]结果表明,在此策略控制下,“Mariner”轮的航迹保持控制超调量为零,平均舵角输出降低了12.4%,可改善航迹保持效果,减少舵机耗能。[结论]所提策略提高了船舶航迹保持精度,可作为大、中型船舶高精度航迹保持控制的核心算法。