| 注册
首页|期刊导航|哈尔滨工程大学学报|考虑航速约束的船舶编队乘潮航行控制

考虑航速约束的船舶编队乘潮航行控制

吴兵 林子豪 苏鑫 吴方烈 张文芬

哈尔滨工程大学学报2026,Vol.47Issue(3):630-642,13.
哈尔滨工程大学学报2026,Vol.47Issue(3):630-642,13.DOI:10.11990/jheu.202412021

考虑航速约束的船舶编队乘潮航行控制

Navigation control for ship formations considering speed constraints during tide riding

吴兵 1林子豪 2苏鑫 3吴方烈 2张文芬4

作者信息

  • 1. 武汉理工大学 水路交通控制全国重点实验室,湖北 武汉 430063||武汉理工大学 国家水运安全工程技术研究中心,湖北 武汉 430063||武汉理工大学 智能交通系统研究中心,湖北 武汉 430063
  • 2. 武汉理工大学 水路交通控制全国重点实验室,湖北 武汉 430063||武汉理工大学 国家水运安全工程技术研究中心,湖北 武汉 430063||武汉理工大学 智能交通系统研究中心,湖北 武汉 430063||武汉理工大学 交通与物流工程学院,湖北 武汉 430063
  • 3. 武汉理工大学 水路交通控制全国重点实验室,湖北 武汉 430063||武汉理工大学 智能交通系统研究中心,湖北 武汉 430063
  • 4. 武汉纺织大学 管理学院,湖北 武汉 430200
  • 折叠

摘要

Abstract

In order to study the safe and efficient navigation of ship formations during tide-assisted navigation,a distrib-uted formation control method with speed constraints is proposed.A leader-follower structure is adopted to design a dis-tributed model predictive control-based controller,with speed constraints,formation keeping,and safe inter-ship dis-tance maintenance as control objectives.The maximum speed constraint considering ship squat and the minimum tide-assisted speed constraint considering tidal duration requirements are incorporated into the controller.A longitudinal safety distance model is used to calculate the desired positions of formation members,and a position error model is ap-plied to maintain formation geometry and safe spacing.Simulations in the north channel of the Yangtze River estuary un-der normal navigation and deceleration-for-yielding scenarios show that the controller can effectively track the desired tra-jectory with or without speed constraints.In the deceleration-for-yielding scenario with speed constraints,the maximum ratios of actual draft to maximum safe draft are 99.1%,97.5%,and 85.1%,compared with 101.4%,100%,and 85%without speed constraints.The proposed method dynamically adjusts ship speed according to water depth variations while satisfying safety distance requirements.

关键词

编队控制/轨迹跟踪/乘潮航行/模型预测控制/分布式控制器/航速约束/安全间距/领导-跟随

Key words

formation control/trajectory tracking/tidal navigation/model predictive control/distributed control-ler/speed constraints/safety distance/leader-follower

分类

交通工程

引用本文复制引用

吴兵,林子豪,苏鑫,吴方烈,张文芬..考虑航速约束的船舶编队乘潮航行控制[J].哈尔滨工程大学学报,2026,47(3):630-642,13.

基金项目

国家重点研发计划(2023YFB4301802) (2023YFB4301802)

国家自然科学基金项目(52272422) (52272422)

湖北省科技厅项目(2024CSA093). (2024CSA093)

哈尔滨工程大学学报

1006-7043

访问量0
|
下载量0
段落导航相关论文