也能保持在一定的范围之内，同时也具有一定的适应性，与传统的船舶控制方法相比 具有一定的优势。
[0152] 上述设备内的各单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施 例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
[0153] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体 或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在 任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语"包括"、"包含"或者其任何其他变体意在涵盖非 排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素， 而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固 有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句"包括一个......"限定的要素，并不 排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。
[0154] 本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过 程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序 在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者 光盘等各种可以存储程序代码的介质中。
[0155] 最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技 术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、 等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种气垫船航迹向控制方法，其特征在于，包括： 建立用于模拟气垫船航行轨迹的数学模型；所述数学模型包括作用于气垫船航行的外 力参数、气垫船的艏向角以及气垫船的航迹角； 获取当前作用于气垫船航行的目标外力参数值； 确定当前气垫船航行所需的目标航迹角值； 根据所述数学模型，对气垫船进行调整，以使在当前的目标外力参数值的作用下，气垫 船按照确定的所述目标航迹角值进行航行。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于， 所述建立用于模拟气垫船航行轨迹的数学模型，包括： 51 :建立气垫船在各个外力参数的作用下的合力的公式：其中，Fx用于表征气垫船所受到的在X轴方向的力；Fy用于表征气垫船所受到的在y轴 方向的力；MX用于表征绕X轴的力矩；MZ用于表征绕z轴的力矩；a用于表征空气动力；h用 于表征水动力；P用于表征螺旋桨力；R用于表征舵力；g用于表征重力； 52 :建立气垫船的四自由度运动微分方程组：其中，Iz用于表征气垫船绕z轴的惯性矩；Ix用于表征气垫船绕X轴的惯性矩；m用于 表征气垫船的质量；u用于表征气垫船的纵向速度；V用于表征气垫船的侧向速度；r用于 表征气垫船的转首角速度；P用于表征气垫船的横摇角速度；^用于表征气垫船的纵向加 速度；f用于表征气垫船的侧向加速度；》用于表征气垫船的横摇加速度d用于表征气垫 船的转首角加速度。3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，进一步包括：根据气垫船在各个外力参数 的作用下的合力以及气垫船的四自由度运动微分方程组，确定大地坐标系和船体坐标系之 间速度关系如下式所示：其中，巾用于表征气垫船的航迹角；也用于表征气垫船的艏向角；#用于表征气垫船 的航迹角速度；#用于表征气垫船的艏向角速度；％用于表征气垫船x轴方向的速度；i% 用于表征气垫船y轴方向的速度。4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括： 通过如下语句，设定气垫船在实际航行时的控制规则，并在确定气垫船存在如下条件 时，利用所述控制规则执行所述对气垫船进行调整的操作： IF〈条件DAND〈条件 2>AND......AND〈条件n> THEN〈结论DAND〈结论 2>AND......AND〈结论n>。5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述设定气垫船在实际航行时的控制规 贝1J，包括： IF回转率AND回转率超过安全限界时，THEN控制舵角调整归零； 和/或， IF舵角超过30°的绝对值时，THEN控制舵角调整为30°或-30° ; 和/或， IF低速时，THEN采用舵和螺旋桨共同控制气垫船； 和/或， IF高速时，THEN采用舵对气垫船进行转向控制。6. -种气垫船航迹向控制系统，其特征在于，包括： 建立单元，用于建立用于模拟气垫船航行轨迹的数学模型；所述数学模型包括作用于 气垫船航行的外力参数、气垫船的艏向角以及气垫船的航迹角； 获取单元，用于获取当前作用于气垫船航行的目标外力参数值； 确定单元，用于确定当前气垫船航行所需的目标航迹角值； 调整单元，用于根据所述数学模型，对气垫船进行调整，以使在当前的目标外力参数值 的作用下，气垫船按照确定的所述目标航迹角值进行航行。7. 根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于， 所述建立单元，具体用于通过如下方式用于模拟气垫船航行轨迹的数学模型： 建立气垫船在各个外力参数的作用下的合力的公式：其中，Fx用于表征气垫船所受到的在X轴方向的力；Fy用于表征气垫船所受到的在y轴 方向的力；MX用于表征绕X轴的力矩；MZ用于表征绕z轴的力矩；a用于表征空气动力；h用 于表征水动力；P用于表征螺旋桨力；R用于表征舵力；g用于表征重力； 建立气垫船的四自由度运动微分方程组：其中，Iz用于表征气垫船绕Z轴的惯性矩；Ix用于表征气垫船绕X轴的惯性矩；m用于 表征气垫船的质量；u用于表征气垫船的纵向速度；V用于表征气垫船的侧向速度；r用于 表征气垫船的转首角速度；P用于表征气垫船的横摇角速度；力,用于表征气垫船的纵向加 速度；(用于表征气垫船的侧向加速度；#用于表征气垫船的横摇加速度4用于表征气垫 船的转首角加速度。8. 根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于，所述建立单元，具体用于确定大地坐 标系和船体坐标系之间速度关系如下式所示：其中，巾用于表征气垫船的航迹角；也用于表征气垫船的艏向角；#用于表征气垫船 的航迹角速度；r用于表征气垫船的艏向角速度；鳥用于表征气垫船X轴方向的速度；鳥 用于表征气垫船y轴方向的速度。9. 根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，进一步包括： 存储单元，用于通过如下语句，设定并存储气垫船在实际航行时的控制规则，并在确定 气垫船存在如下条件时，利用所述控制规则执行所述对气垫船进行调整的操作： IF〈条件DAND〈条件 2>AND......AND〈条件n> THEN〈结论DAND〈结论 2>AND......AND〈结论n>。10. 根据权利要求9所述的控制系统，其特征在于，所述存储单元，具体用于设定并存 储如下控制规则： IF回转率AND回转率超过安全限界时，THEN控制舵角调整归零； 和/或， IF舵角超过30°的绝对值时，THEN控制舵角调整为30°或-30° ; 和/或， IF低速时，THEN采用舵和螺旋桨共同控制气垫船； 和/或， IF高速时，THEN采用舵对气垫船进行转向控制。
【专利摘要】本发明提供一种气垫船航迹向控制方法及控制系统，该方法包括：建立用于模拟气垫船航行轨迹的数学模型；所述数学模型包括作用于气垫船航行的外力参数、气垫船的艏向角以及气垫船的航迹角；获取当前作用于气垫船航行的目标外力参数值；确定当前气垫船航行所需的目标航迹角值；根据所述数学模型，对气垫船进行调整，以使在当前的目标外力参数值的作用下，气垫船按照确定的所述目标航迹角值进行航行。根据本方案，可以保证气垫船按照所需的目标航迹角值进行航行，可以根据该数学模型对气垫船进行调整，从而提高了对气垫船的操纵性，可以有效防止气垫船发生侧漂等事故。
【IPC分类】G05D1/02, B60V1/14
【公开号】CN105223955
【申请号】CN201510661843
【发明人】梁媛
【申请人】浪潮电子信息产业股份有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年10月14日