上海海事大学张桂臣获国家专利权
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龙图腾网获悉上海海事大学申请的专利一种船舶调距桨推进的复合前馈协同控制方法及系统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:CN121553339B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-20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:202610091089.X,技术领域涉及:B63H3/10;该发明授权一种船舶调距桨推进的复合前馈协同控制方法及系统是由张桂臣;陈孟伟;韩冰;郜超见;贵忠东;罗杭健;娄康设计研发完成,并于2026-01-23向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种船舶调距桨推进的复合前馈协同控制方法及系统在说明书摘要公布了:本发明提出一种船舶调距桨推进的复合前馈协同控制方法及系统,包括:建立包含船舶负载询问功能模型和调距桨推进协同控制模型的推进复合模型;通过负载询问模型实时辨识船舶阻力特性,预测不同航速下的主机功率与螺旋桨转速需求,并计算主机功率裕量;设定基于最大持续功率裕量的主机安全阈值;在安全阈值容许范围内,依据航行工况自适应选择并执行三种协同控制模式:主机恒转速下的螺距‑油门联控、调距桨定螺距下的主机转速‑油门联控、主机恒功率下的调距桨转速‑螺距联控模式。本发明通过前馈预测与多变量协同,实现了航速闭环稳定控制,从根本上避免了主机超负荷、冒黑烟、排温高及控制波动大的问题,提升了燃料经济性和全工况航行安全性。
本发明授权一种船舶调距桨推进的复合前馈协同控制方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种船舶调距桨推进的复合前馈协同控制方法,其特征在于,包括如下步骤: S1:建立调距桨推进复合模型,所述推进复合模型包括船-机-桨关系模型、推进主机特性及限制模型、液力耦合器特性模型、调距桨特性模型、调距桨推进协同控制模型和船舶负载询问功能模型; 通过所述调距桨推进协同控制模型建立主机转速-油门、液力耦合器输出转速、调距桨转速-螺距之间协同控制; 通过所述船舶负载询问功能模型辨识船舶阻力特性,建立船速~主机功率的特性关系和船速~调距桨转速的特性关系,提前预测不同船速下所需的主机功率及螺旋桨转速,并计算主机当前功率与主机最大持续功率之间的实时差值作为当前功率裕量,设定功率裕量限制阈值,确定主机最大持续功率裕量ΔPmax及主机安全阈值; S2:计算设定航速与实际航速的航速偏差,将所述航速偏差输入船速闭环渐进式PID控制环节,生成渐进变化的期望航速序列; S3:对于所述期望航速序列中的每一期望航速值,调用所述船舶负载询问功能模型,预测达成期望航速所需的主机功率及调距桨转速;根据预测的主机功率与主机当前功率,计算功率需求增量;将所述功率需求增量与预定的主机安全阈值进行比较;若所述功率需求增量超过所述主机安全阈值,则生成前馈保护指令,以超前减小调距桨螺距; S4:在主机安全阈值δME的容许范围内,利用所述调距桨推进协同控制模型,根据航行工况选择并执行以下三种协同控制模式之一: 主机恒转速模式:以主机转速为定值控制,协同主机油门L跟踪调距桨螺距Hp调节,即螺距-油门联控模式; 调距桨定螺距模式:以调距桨螺距Hp为定值的主机转速ne闭环控制,协同主机油门L根据主机转速ne随动调节,即主机转速-油门联控模式; 主机恒功率模式:以主机油门L为定值,液力耦合器输出转速np-螺距Hp协同控制,即调距桨转速-螺距联控模式。
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