文章标题：基于DMPC的船舶航向控制算法研究

文章作者：张子昌, 谌兴良, 孙灵远, 沈东, 欧阳盼
关 键 字：船舶;航向控制;模型预测控制;辅助滤波器
文章摘要：针对船舶高航速下强机动时易出现大横倾和高海况下的频繁操舵问题，采用离散型模型预测控制（DMPC）理论提出一种基于转向速率和舵角舵速约束条件下的航向机动控制策略，通过控制转向过程中的航向速率限制高速转向过程中的最大横倾。针对海浪干扰特性，通过忽略舵角舵速的约束条件得到线性的DMPC控制器形式并引入辅助滤波器，校正控制器在海浪干扰频率段的频响特性，达到减小无效操舵的目的。仿真数据表明，所设计的基于内环航向速率的航向控制算法能有效地解决船舶高航速机动时的大横倾问题，引入辅助滤波器之后能有效减少船舶在海浪干扰下的操舵频率，显著提高了船舶快速机动时的平稳性和安全性。