刘 明，华 亮，周 俊，戴 伟，邱爱兵

(南通大学 电气工程学院，江苏 南通 226019)

动力定位船舶伪逆法与混沌粒子群法相融合的推力分配算法研究

刘 明，华 亮，周 俊，戴 伟，邱爱兵

(南通大学 电气工程学院，江苏 南通 226019)

动力定位船舶一般都装备冗余推进器，推力分配求解将直接影响最终定位的效果。针对伪逆法在推力分配中存在问题，提出一种把伪逆法和混沌粒子群法(CPSO)相融合的推力分配算法，该组合算法方便处理推力器各种限制条件，计算简单，能兼顾船舶的能耗及操作性，解决奇点问题。最后以某挖泥船为例，仿真结果表明该推力分配算法具备一定的实用指导价值，能有效提高船舶的定位性能。

动力定位；粒子群算法；推力分配；伪逆法；混沌算子

Abstract: Dynamic positioning ships are generally equipped with redundant thrusters, and thrust allocation will directly affect the positioning performance. In this paper, fusion of pseudo inverse method and chaos particle swarm algorithm(CPSO) is designed in order to resolve the problem of thrust allocation with pseudo inverse method, the algorithm is simple and convenient to handle and calculate various constraints of thrust allocation, and both consumption and maneuverability are considered to solve the singularity problem. Finally, a dredger is taken as an example, and simulation results show that the algorithm has a certain practical guidance value, and that the dynamic performances of dynamic positioning ship are improved.

Keywords: dynamic positioning; particle swarm optimization; thrust allocation; pseudo inverse method; chaos operator

船舶动力定位系统主要由控制系统、测量系统和推力系统组成[1]。推力系统作为执行机构其运行性能直接影响定位效果，故良好的推力分配策略对提高定位精度、可靠性及降低能耗等具有很现实的意义。动力定位船舶一般都装备冗余推进器，推力系统为过驱动系统，即控制器的输出维数小于推进器控制量的维数。一方面冗余的推进系统提高了定位系统的可靠性；另一方面带来如何获得每个推进器输出推力的最优方向和大小的问题。

过驱动系统的推力分配求解总体上属于非线性优化问题，通常该类问题都转化为在若干约束条件下求取目标函数最小值的优化问题，目标函数一般包括能耗、推力系统奇异性、推进器磨损、合力误差和方位角变化速率等多重性能指标。……