中国船舶科学研究中心孙强获国家专利权
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龙图腾网获悉中国船舶科学研究中心申请的专利一种波浪自适应船舶推进器控制系统及控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116080876B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-24发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211500065.3,技术领域涉及:B63H5/125;该发明授权一种波浪自适应船舶推进器控制系统及控制方法是由孙强;殷文慧设计研发完成,并于2022-11-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种波浪自适应船舶推进器控制系统及控制方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种波浪自适应船舶推进器控制系统及控制方法,该控制系统包括控制单元系统、物理单元系统及传感器单元系统;控制单元系统包括信号采集处理子系统、状态估计滤波器、控制器;物理单元系统包括绞车驱动器、绞车机构、升降平台机构、推进系统,推进系统设置在升降平台机构中的平台上,绞车驱动器通过绞车机构带动平台升降实现推进系统的升降;传感器单元系统包括浪高仪传感器、多圈绝对值编码器和陀螺仪。本发明综合利用传感器单元系统和状态估计滤波器基于卡尔曼滤波的状态估计方法实现动态运动控制,控制方法是基于螺旋桨作业深度、升降平台位置信息、船舶姿态信号的反馈控制,精确地实现螺旋桨作业深度的实时调整。
本发明授权一种波浪自适应船舶推进器控制系统及控制方法在权利要求书中公布了:1.一种波浪自适应船舶推进器控制系统的控制方法,其特征在于:所述波浪自适应船舶推进器控制系统包括: 控制单元系统,包括信号采集处理子系统、状态估计滤波器及控制器,三者通过电信号连接; 物理单元系统,包括绞车驱动器(301)、绞车机构、升降平台机构及推进系统,推进系统设置在升降平台机构中的平台(308)上,绞车驱动器(301)通过绞车机构带动平台(308)升降实现推进系统的升降; 传感器单元系统,包括浪高仪传感器(405)、多圈绝对值编码器(304)及陀螺仪(101); 作业时,包括以下步骤: S1、浪高仪传感器(405)、多圈绝对值编码器(304)和陀螺仪(101)分别获得螺旋桨实际作业深度信息、平台的位置信息及船舶的姿态信号,并发送至信号采集处理子系统; S2、信号采集处理子系统进行预处理与数据融合,形成新的有效信息,传递给状态估计滤波器; S3、状态估计滤波器基于卡尔曼滤波方法,根据新的有效信息和上一时刻状态估计值,计算出螺旋桨当前作业深度估计值,并传递给控制器; S4、控制器基于当前作业深度估计值与作业深度期望值的偏差,生成平台高度控制指令,并传递给绞车驱动器(301); S5、绞车驱动器(301)驱动绞车机构通过收放钢缆(309),调整平台(308)高度,进而带动推进系统,改变螺旋桨(406)浸没深度,从而螺旋桨(406)处于最佳作业深度; 步骤S3具体地,通过卡尔曼滤波方法获得船舶纵向运动的升沉位移和纵摇角,通过数据融合经信号采集处理子系统得到的螺旋桨作业深度观测值,根据离散的状态方程和预测方程,进而得到螺旋桨实际作业深度预测值,获得螺旋桨当前估计作业深度状态; 离散后的状态方程: 式中,和表示k和k+1时刻的状态量; 为纵向一步转移阵,,为采样周期,根据采样定理结合实际分析频段获得; 为系统纵向运动噪声驱动阵,; 为系统激励噪声序列; 离散后的预测方程: 式中,表示k时刻的预测物理量,为k+1时刻的测量噪声序列。
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