【船舶】simulink船舶推力分配【含Matlab源码 2416期】

⛄一、船舶推力分配

1 推力分配问题描述
动力定位船舶为了始终稳定在海平面上预定的位置，会装备比常规船舶更多种类和数量的推进器。DPS中推进器的数目一般多于五台，意味着对于一组给定的控制力，系统存在很多种不同推力大小和方向的组合。推力分配要解决的问题就是实时进行推力分配，在众多组合中找到最优分配方案[10]。

动力定位控制器通过状态反馈η和v计算船舶达到预定位置所需的推力和扭矩τc，推力分配单元负责将τc转化为各推进器的控制输入α和u，满足如下关系[11]:

每一台推进器对应一个列向量，动力定位船舶三自由度运动控制下，不同类型推进器对应b的表示为

式中，(lxi,lyi)表示第i个推进器在船体坐标系的位置；X为纵轴方向，艏向为正；Y为横轴方向，右舷为正。

推力分配问题中在建立目标函数时，一般会考虑的因素有能耗、误差及推进器方位变化率等。综合各方面因素考虑，目前相关研究中考虑因素最多的目标函数为

式中，第一项为消耗的总功率；第二项为惩罚项，用来控制要求推力和实际分配推力之间的误差s,Q为正定对角矩阵；第三项为限定全回转推进器方位频繁变化&#x