本技術(shù)涉及氣墊船，尤其是涉及一種氣墊船控制方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、氣墊船是利用高壓空氣在船底和水面（或地面）間形成氣墊，使船體全部或部分墊升，從而極大減小船體航行時(shí)所受的阻力，實(shí)現(xiàn)高速航行的目標(biāo)。氣墊是用大功率鼓風(fēng)機(jī)將空氣壓入船底下，由船底周圍的柔性圍裙或剛性側(cè)壁等氣封裝置限制其逸出而形成的。

2、現(xiàn)有的氣墊船通常由船體后側(cè)兩個(gè)位于同一個(gè)平面的風(fēng)扇提供動(dòng)力，轉(zhuǎn)向則是通過兩個(gè)風(fēng)扇的差速進(jìn)行控制，通過現(xiàn)有的向心力算法可以控制氣墊船前進(jìn)或轉(zhuǎn)彎；然而，現(xiàn)有的向心力算法控制氣墊船轉(zhuǎn)彎時(shí)，氣墊船轉(zhuǎn)彎的幅度較大，使得氣墊船多應(yīng)用于水路運(yùn)輸?shù)瓤臻g開闊的場(chǎng)景，難以應(yīng)對(duì)室內(nèi)等相對(duì)狹小的空間，導(dǎo)致氣墊船的適用場(chǎng)景較為受限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了有助于解決目前的氣墊船難以應(yīng)對(duì)室內(nèi)等相對(duì)狹小的空間，氣墊船的適用場(chǎng)景較為受限的問題，本技術(shù)提供一種氣墊船控制方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

2、第一方面，本技術(shù)提供一種氣墊船控制方法，采用如下技術(shù)方案：所述方法應(yīng)用于氣墊船控制系統(tǒng)，所述氣墊船控制系統(tǒng)包括安裝于氣墊船四個(gè)對(duì)角處的驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇，所述方法包括：

3、獲取目標(biāo)速度和控制模式標(biāo)志位，并判斷所述控制模式標(biāo)志位的類型；

4、若所述控制模式標(biāo)志位為前向控制標(biāo)志，則采用第一控制算法根據(jù)所述目標(biāo)速度對(duì)所述驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇進(jìn)行速度控制，以控制氣墊船前向運(yùn)動(dòng)；

5、若所述控制模式標(biāo)志位為側(cè)向控制標(biāo)志，則采用第二控制算法根據(jù)所述目標(biāo)速度對(duì)所述驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇進(jìn)行速度控制，以控制氣墊船平移運(yùn)動(dòng)。

6、在一個(gè)具體的可實(shí)施方案中，所述氣墊船控制系統(tǒng)還包括第一測(cè)速模塊，所述目標(biāo)速度包括目標(biāo)速度大小和目標(biāo)速度角度，所述采用第一控制算法對(duì)所述驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇進(jìn)行速度控制包括：

7、利用所述第一測(cè)速模塊測(cè)量所述氣墊船的當(dāng)前速度，所述當(dāng)前速度包括當(dāng)前速度大小和當(dāng)前速度方向；

8、計(jì)算所述目標(biāo)速度與所述當(dāng)前速度的速度誤差，所述速度誤差包括速度大小誤差和速度角度誤差；

9、根據(jù)所述速度大小誤差對(duì)預(yù)設(shè)的第一pid控制算法進(jìn)行優(yōu)化，并利用優(yōu)化后的第一pid控制算法根據(jù)所述速度大小誤差計(jì)算并輸出第一轉(zhuǎn)速；

10、根據(jù)所述速度角度誤差對(duì)預(yù)設(shè)的第二pid控制算法進(jìn)行優(yōu)化，并利用優(yōu)化后的第二pid控制算法根據(jù)所述速度角度誤差計(jì)算并輸出第二轉(zhuǎn)速；

11、將所述第一轉(zhuǎn)速、所述第二轉(zhuǎn)速和預(yù)設(shè)的第三轉(zhuǎn)速加載至所述驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇。

12、在一個(gè)具體的可實(shí)施方案中，所述根據(jù)所述速度大小誤差對(duì)預(yù)設(shè)的第一pid控制算法進(jìn)行優(yōu)化，并利用優(yōu)化后的第一pid控制算法根據(jù)所述速度大小誤差計(jì)算并輸出第一轉(zhuǎn)速包括：

13、根據(jù)所述速度大小誤差構(gòu)建大小誤差價(jià)值函數(shù)，并利用所述大小誤差價(jià)值函數(shù)對(duì)預(yù)設(shè)的第一pid控制算法進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化；

14、在所述速度大小誤差最小時(shí)，獲得預(yù)設(shè)的第一pid控制算法的最優(yōu)參數(shù)，并生成速度大小pid控制算法；

15、利用所述速度大小pid控制算法根據(jù)最小的速度大小誤差計(jì)算并生成第一轉(zhuǎn)速。

16、在一個(gè)具體的可實(shí)施方案中，所述氣墊船控制系統(tǒng)還包括第二測(cè)速模塊，所述根據(jù)所述速度角度誤差對(duì)預(yù)設(shè)的第二pid控制算法進(jìn)行優(yōu)化，并利用優(yōu)化后的第二pid控制算法根據(jù)所述速度角度誤差計(jì)算并輸出第二轉(zhuǎn)速包括：

17、根據(jù)所述速度角度誤差構(gòu)建角度誤差價(jià)值函數(shù)，并利用所述角度誤差價(jià)值函數(shù)對(duì)預(yù)設(shè)的第二pid控制算法進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化；

18、在所述速度角度誤差最小時(shí)，獲得預(yù)設(shè)的第二pid控制算法的最優(yōu)參數(shù)，并生成速度角度pid控制算法；

19、根據(jù)所述目標(biāo)速度計(jì)算所述氣墊船的目標(biāo)角速度；

20、利用所述第二測(cè)速模塊測(cè)量所述氣墊船的當(dāng)前角速度，并計(jì)算所述當(dāng)前角速度和所述目標(biāo)角速度之間的角速度誤差；

21、利用預(yù)設(shè)的角速度pid控制算法根據(jù)所述角速度誤差計(jì)算生成第二轉(zhuǎn)速。

22、在一個(gè)具體的可實(shí)施方案中，四個(gè)所述驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇按順序依次設(shè)定為第一驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇、第二驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇、第三驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇和第四驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇；所述驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇包括第一對(duì)角驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇和第二對(duì)角驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇，所述第一對(duì)角驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇包括第二驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇和第三驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇，所述第二對(duì)角驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇包括第一驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇和第四驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇；

23、所述將所述第一轉(zhuǎn)速、所述第二轉(zhuǎn)速和預(yù)設(shè)的第三轉(zhuǎn)速加載至所述驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇包括：

24、將所述氣墊船運(yùn)動(dòng)的方向設(shè)定為前向，與前向相反的方向設(shè)定為后向；

25、判斷所述當(dāng)前速度大小是否小于所述目標(biāo)速度大??；

26、若所述當(dāng)前速度大小小于所述目標(biāo)速度大小，則將所述第一轉(zhuǎn)速加載至所述氣墊船后向的兩個(gè)所述驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇；

27、若所述當(dāng)前速度大小不小于所述目標(biāo)速度大小，則將所述第一轉(zhuǎn)速加載至所述氣墊船前向的兩個(gè)所述驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇；

28、判斷所述當(dāng)前速度方向?qū)?yīng)的角度是否小于所述目標(biāo)速度方向?qū)?yīng)的角度；

29、若所述當(dāng)前速度方向?qū)?yīng)的角度小于所述目標(biāo)速度方向?qū)?yīng)的角度，則將所述第二轉(zhuǎn)速加載至所述第一對(duì)對(duì)角驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇以產(chǎn)生順時(shí)針轉(zhuǎn)矩；

30、若所述當(dāng)前速度方向?qū)?yīng)的角度不小于所述目標(biāo)速度方向?qū)?yīng)的角度，則將所述第二轉(zhuǎn)速加載至所述第二對(duì)對(duì)角驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇以產(chǎn)生逆時(shí)針轉(zhuǎn)矩；

31、將所述第三轉(zhuǎn)速加載至與所述氣墊船轉(zhuǎn)向一致的同一側(cè)的兩個(gè)所述驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇。

32、在一個(gè)具體的可實(shí)施方案中，所述氣墊船控制系統(tǒng)還包括第一測(cè)速模塊，所述采用第二控制算法根據(jù)所述目標(biāo)速度對(duì)所述驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇進(jìn)行速度控制，以控制氣墊船平移運(yùn)動(dòng)包括：

33、利用所述第一測(cè)速模塊測(cè)量所述氣墊船的當(dāng)前速度，所述當(dāng)前速度包括當(dāng)前速度大小和當(dāng)前速度方向；

34、計(jì)算所述目標(biāo)速度與所述當(dāng)前速度的速度誤差，所述速度誤差包括速度大小誤差和速度角度誤差；

35、根據(jù)所述速度大小誤差和所述速度角度誤差構(gòu)建聯(lián)合誤差價(jià)值函數(shù)，并利用所述聯(lián)合誤差價(jià)值函數(shù)對(duì)所述第三pid控制算法和所述第四pid控制算法進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化；

36、當(dāng)所述速度大小誤差和所述速度角度誤差均為最小時(shí)，獲得所述第三pid控制算法和所述第四pid控制算法的最優(yōu)參數(shù)，并生成速度pid控制算法和方向pid控制算法；

37、采用所述速度pid控制算法根據(jù)所述速度大小誤差計(jì)算生成第一力矢量，并采用所述方向pid控制算法根據(jù)所述速度角度誤差計(jì)算生成第二力矢量；

38、將所述第一力矢量和所述第二力矢量進(jìn)行力合成計(jì)算，生成合力；

39、將所述合力根據(jù)四個(gè)所述驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇的方向分解并加載至對(duì)應(yīng)的相鄰的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇，并根據(jù)分解后的力大小計(jì)算所述驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。

40、在一個(gè)具體的可實(shí)施方案中，所述根據(jù)分解后的力大小計(jì)算所述驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速包括：

41、

42、其中，f表示所述驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇的力，表示空氣密度，d表示所述驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇的螺旋槳直徑，k表示所述驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，p表示所述驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇的螺旋槳螺距。

43、第二方面，本技術(shù)提供一種氣墊船控制裝置，采用如下技術(shù)方案：所述裝置應(yīng)用于氣墊船控制系統(tǒng)，所述氣墊船控制系統(tǒng)包括安裝于氣墊船四個(gè)對(duì)角處的驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇，所述裝置包括：

44、數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取目標(biāo)速度和控制模式標(biāo)志位，并判斷所述控制模式標(biāo)志位的類型；

45、前向運(yùn)動(dòng)控制模塊，用于若所述控制模式標(biāo)志位為前向控制標(biāo)志，則采用第一控制算法根據(jù)所述目標(biāo)速度對(duì)所述驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇進(jìn)行速度控制，以控制氣墊船前向運(yùn)動(dòng)；

46、側(cè)向運(yùn)動(dòng)控制模塊，用于若所述控制模式標(biāo)志位為側(cè)向控制標(biāo)志，則采用第二控制算法根據(jù)所述目標(biāo)速度對(duì)所述驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇進(jìn)行速度控制，以控制氣墊船平移運(yùn)動(dòng)。

47、第三方面，本技術(shù)提供一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，采用如下技術(shù)方案：包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)有能夠被處理器加載并執(zhí)行如上述任一種氣墊船控制方法的計(jì)算機(jī)程序。

48、第四方面，本技術(shù)提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，采用如下技術(shù)方案：存儲(chǔ)有能夠被處理器加載并執(zhí)行上述任一種氣墊船控制方法的計(jì)算機(jī)程序。

49、綜上所述，本技術(shù)具有以下有益技術(shù)效果：

50、對(duì)氣墊船加裝四個(gè)風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)氣墊船運(yùn)動(dòng)，通過用戶確定控制模式標(biāo)志位選擇合適的控制模式算法控制氣墊船運(yùn)動(dòng)，提高氣墊船的靈活性；此外，在前向運(yùn)動(dòng)模式中，通過速度大小、速度方向以及向心力補(bǔ)償?shù)乃惴刂茪鈮|船前進(jìn)和轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎幅度相較于傳統(tǒng)方法較小，使得氣墊船可以在室內(nèi)等其他狹小的空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)，完成作業(yè)任務(wù)，提高氣墊船適用的靈活性，并且可以擴(kuò)展氣墊船的適用場(chǎng)景，從而可以提高工廠等室內(nèi)狹小環(huán)境的作業(yè)效率。