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摘要: 推力分配是实现双喷水推进器无人艇矢量推进的重要手段,然而由于喷水推进器存在推力角度限制、倒斗负向力等特性,现有的应用于全回转推进器船舶上的推力分配方法无法解决双喷水推进器矢量力求解问题。为实现双喷水推进器无人艇的矢量运动控制,提出了一种基于分层优化的推力分配算法。第1层,使用基于改进角度约束的向量合成法,获得满足推进器旋转范围和喷口角度调整速率特性约束的顶层矢量推力;第2层,以顶层矢量推力值作为输入,考虑推进器功率大小与功率变化频率约束,提出了一种基于寻求最小距离的优化方法,实现喷水推进器倒斗角度与喷口流速的分配,并解决了双喷水推进器推力分配存在的奇异问题。仿真试验与半物理仿真试验验证了基于分层优化的双喷水推进器推力分配算法的有效性,结果表明,使用分层优化能够有效实现双喷水推进器的推力分配,并且能够在预期推力变化的过程中限制推进器功率变化频率与幅度,在实现目标矢量推力的同时降低了推进器轴系损耗。
中图分类号: