1.一种基于有限时间的动力定位船同步收敛控制方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:建立动力定位船数学模型,通过速度传感器和位置传感器以及平台罗经,采集当前动力定位船的速度信息、位置信息和艏向信息,并进行实时传输;
步骤二:根据动力定位船期望的定位位置和艏向信息计算相对误差,建立误差动态方程;
步骤三:建立有限时间同步收敛滑模面,并对滑模面进行求导;
步骤四:设计动力定位船有限时间同步收敛编队控制方案;基于有限时间的动力定位船同步收敛控制器如下:T T
其中,η=[x,y,ψ]表示动力定位船的位置和艏向角,ν=[u,v,r]表示动力定位船的纵T向速度、横向速度和回转角速度;M表示船舶的质量和转动惯量;τ=[τu,τv,τr]表示控制力T与控制力矩;τw=[τwuτwvτwr]表示外部干扰作用在三个自由度上的分力;C(ν)表示科里奥利向心力矩阵,D(ν)表示阻尼系数矩阵,J(η)表示坐标系变换矩阵;e表示相对误差,x1=e,αsign(s)表示符合函数,α为可调参数。
2.根据权利要求1所述的一种基于有限时间的动力定位船同步收敛控制方法,其特征在于,动力定位船的运动学和动力学数学模型如下所示:
3.根据权利要求2所述的一种基于有限时间的动力定位船同步收敛控制方法,其特征在于,建立相对误差如下:e=η‑ηd
其中,ηd为期望位置和艏向;
根据相对误差建立误差动态方程,形式如下:其中,x1=e,
4.根据权利要求3所述的一种基于有限时间的动力定位船同步收敛控制方法,其特征在于,滑模面的符号函数形式如下:其中,x代表变量,α为可调参数,且所述动力定位船的实际位姿与期望位姿之间误差的有限时间同步收敛滑模面及有限时间同步收敛控制器如下:α
s=x2+sign(e)
上述公式的导数如下:
5.根据权利要求4所述的一种基于有限时间的动力定位船同步收敛控制方法,其特征在于,基于有限时间的动力定位船同步收敛控制器的稳定性验证过程如下:通过Lyapunov函数:
T
V=ss
对V求导可得:
计算得到收敛时间如下:
其中s0为时间t=0时刻s的初值,V(s0)为t=0时刻V的初值。
6.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现权利要求1‑5中任一所述的方法的步骤。
7.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现权利要求1‑5中任一所述的方法的步骤。
8.一种计算机程序产品,包括计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1‑5中任一所述的方法的步骤。