Chinese Journal of Ship Research, Volume. 19, Issue 2, 81(2024)
Application of expert control-improved S-plane algorithm in motion control of near-surface vehicle
Figures & Tables(10)
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Table 1. Steering rules of front rudder
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策略编号 监测量与阈值的关系 前舵操舵规律 1） $ |{\zeta _{\rm{E}}}(k)| > {M_1} $ ${\delta _{\rm{b}}}(j) = {\delta _{\rm{b}}}_{\max }\dfrac{ {({ {\rm{e} }^{ {k_1}(j){\zeta _{\rm{E} } }(j) + {k_2}(j)({\rm{d} }{\zeta _{\rm{E} } }(j)/{\rm{d} }t)} } - { {\rm{e} }^{ - a{k_1}(j){\zeta _{\rm{E} } }(j) - a{k_2}(j)({\rm{d} }{\zeta _{\rm{E} } }(j)/{\rm{d} }t)} })} }{ {({ {\rm{e} }^{ {k_1}(j){\zeta _{\rm{E} } }(j) + {k_2}(j)({\rm{d} }{\zeta _{\rm{E} } }(j)/{\rm{d} }t)} } + { {\rm{e} }^{ - a{k_1}(j){\zeta _{\rm{E} } }(j) - a{k_2}(j)({\rm{d} }{\zeta _{\rm{E} } }(j)/{\rm{d} }t)} })} } + \Delta u$ 2）-（1） $ {\zeta _{\rm{E}}}(j)\Delta {\zeta _{\rm{E}}}(j) > 0 \cap |{\zeta _{\rm{E}}}(j)| \geqslant {M_2} $ ${\delta _{\rm{b}}}(j)$ 与1）相同2）-（2） $ {\zeta _{\rm{E}}}(j)\Delta {\zeta _{\rm{E}}}(j) > 0 \cap |{\zeta _{\rm{E}}}(j)| < {M_2} $ ${\delta _{\rm{b}}}(j) = {\delta _{\rm{b}}}(j - 1)$ 3） $ \Delta {\zeta _{\rm{E}}}(j) = 0 $ ${\delta _{\rm{b}}}(j)$ 与1）相同4） $ {\zeta _{\rm{E}}}(j)\Delta {\zeta _{\rm{E}}}(j) < 0 \cap (\Delta {\zeta _{\rm{E}}}(j)\Delta {\zeta _{\rm{E}}}(j) > 0|{\zeta _{\rm{E}}}(j) = 0) $ ${\delta _{\rm{b} } }(j) = {\delta _{\rm{b}}}(j - 1)$ 5）-（1） $ {\zeta _{\rm{E}}}(j)\Delta {\zeta _{\rm{E}}}(j) < 0 \cap |{\zeta _{\rm{E}}}(j)| \geqslant {M_2} $ $\begin{gathered} {\delta _{\rm{b}}}(j) = {\delta _{\rm{b}}}_{\max }\dfrac{ {({ {\rm{e} }^{ {k_1}(j){\zeta _{\rm{E} } }(j) + {k_2}(j)({\rm{d} }{\zeta _{\rm{E} } }(j)/{\rm{d} }t)} } - { {\rm{e} }^{ - a{k_1}(j){\zeta _{\rm{E} } }(j) - a{k_2}(j)({\rm{d} }{\zeta _{\rm{E} } }(j)/{\rm{d} }t)} })} }{ {({ {\rm{e} }^{ {k_1}(j){\zeta _{\rm{E} } }(j) + {k_2}(j)({\rm{d} }{\zeta _{\rm{E} } }(j)/{\rm{d} }t)} } + { {\rm{e} }^{ - a{k_1}(j){\zeta _{\rm{E} } }(j) - a{k_2}(j)({\rm{d} }{\zeta _{\rm{E} } }(j)/{\rm{d} }t)} })} } + \Delta u + \\ {\text{ } }\qquad\;\;\; k{\textit{z} }(j){\zeta _{\rm{E} } }(j) \\ \end{gathered}$ 5）-（2） $ {\zeta _{\rm{E}}}(j)\Delta {\zeta _{\rm{E}}}(j) < 0 \cap |{\zeta _{\rm{E}}}(j)| < {M_2} $ ${\delta _{\rm{b}}}(j)$ 与5）-（1）相同（6） $ |{\zeta _{\rm{E}}}(j)| \leqslant \varepsilon $ ${\delta _{\rm{b}}}(j)$ 与1）相同
Table 2. Steering rules of the aft rudder
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策略编号 监测量与阈值的关系 后舵操舵规律 1） $ |{\theta _{\rm{E}}}(j)| > {M_1} $ ${\delta _{\text{s} } }(j) = {\delta _{\rm{s} } }_{\max }\dfrac{ {({ {\rm{e} }^{ {k_1}(j){\theta _{\rm{E} } }(j) + {k_2}(j)({\rm{d} }{\theta _{\rm{E} } }(j)/{\rm{d} }t)} } - { {\rm{e} }^{ - a{k_1}(j){\theta _{\rm{E} } }(j) - a{k_2}(j)({\rm{d} }{\theta _{\rm{E} } }(j)/{\rm{d} }t)} })} }{ {({ {\rm{e} }^{ {k_1}(j){\theta _{\rm{E} } }(j) + {k_2}(j)({\rm{d} }{\theta _{\rm{E} } }(j)/{\rm{d} }t)} } + { {\rm{e} }^{ - a{k_1}(j){\theta _{\rm{E} } }(j) - a{k_2}(j)({\rm{d} }{\theta _{\rm{E} } }(j)/{\rm{d} }t)} })} } + \Delta u$ 2）-（1） $ {\theta _{\rm{E}}}(j)\Delta {\theta _{\rm{E}}}(j) > 0 \cap |{\theta _{\rm{E}}}(j)| \geqslant {M_2} $ ${\delta _{\rm{s}}}(j)$ 与1）相同2）-（2） $ {\theta _{\rm{E}}}(j)\Delta {\theta _{\rm{E}}}(j) > 0 \cap |{\theta _{\rm{E}}}(j)| < {M_2} $ ${\delta _{\rm{s} } }(j) = {\delta _{\rm{s}}}(j - 1)$ 3） $ \Delta {\theta _{\rm{E}}}(j) = 0 $ ${\delta _{\rm{s}}}(j)$ 与1）相同4） $ {\theta _{\rm{E}}}(j)\Delta {\theta _{\rm{E}}}(j) < 0 \cap (\Delta {\theta _{\rm{E}}}(j)\Delta {\theta _{\rm{E}}}(j) > 0|{\theta _{\rm{E}}}(j) = 0) $ ${\delta _{\rm{s}}}(j) = {\delta _{\rm{s}}}(j - 1)$ 5）-（1） $ {\theta _{\rm{E}}}(j)\Delta {\theta _{\rm{E}}}(j) < 0 \cap |{\theta _{\rm{E}}}(j)| \geqslant {M_2} $ $\begin{gathered} {\delta _{\rm{s}}}(j) = {\delta _{\rm{s} } }_{\max }\dfrac{ {({ {\rm{e} }^{ {k_1}(j){\theta _{\rm{E} } }(j) + {k_2}(j)({\rm{d} }{\theta _{\rm{E} } }(j)/{\rm{d} }t)} } - { {\rm{e} }^{ - a{k_1}(j){\theta _{\rm{E} } }(j) - a{k_2}(j)({\rm{d} }{\theta _{\rm{E} } }(j)/{\rm{d} }t)} })} }{ {({ {\rm{e} }^{ {k_1}(j){\theta _{\rm{E} } }(j) + {k_2}(j)({\rm{d} }{\theta _{\rm{E} } }(j)/{\rm{d} }t)} } + { {\rm{e} }^{ - a{k_1}(j){\theta _{\rm{E} } }(j) - a{k_2}(j)({\rm{d} }{\theta _{\rm{E} } }(j)/{\rm{d} }t)} })} } + \Delta u + \\ {\text{ } }\qquad\;\;\; k{\textit{z}}(j){\theta _{\rm{E} } }(j) \\ \end{gathered}$ 5）-（2） $ {\theta _{\rm{E}}}(j)\Delta {\theta _{\rm{E}}}(j) < 0 \cap |{\theta _{\rm{E}}}(j)| < {M_2} $ ${\delta _{\rm{s}}}(j)$ 与5）-（1）相同（6） $ |{\theta _{\rm{E}}}(j)| \leqslant \varepsilon $ ${\delta _{\rm{s}}}(j)$ 与1）相同
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Chao LI, Zifeng SHI, Chengke ZHANG, Yanhui AI, Huqing SHE. Application of expert control-improved S-plane algorithm in motion control of near-surface vehicle[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2024, 19(2): 81
Paper Information
Category: Ship Design and Performance
Received: Nov. 7, 2022
Accepted: --
Published Online: Mar. 18, 2025
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