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龙图腾网获悉招商局工业集团威海船舶有限公司申请的专利一种基于模型预测控制的船舶自适应减摇系统及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：CN120573223B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-10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：202511092809.6，技术领域涉及：B63B39/03；该发明授权一种基于模型预测控制的船舶自适应减摇系统及方法是由朱宝会;乔学彬;唐凌峰;王举岩设计研发完成，并于2025-08-06向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于模型预测控制的船舶自适应减摇系统及方法在说明书摘要公布了：本发明涉及船舶工程和控制工程技术领域，具体地说是一种基于模型预测控制的船舶自适应减摇系统及方法，设有船舶本体，其特征在于所述的船舶本体上安装减摇水舱，减摇水舱上安装水位传感器，船舶本体上安装横摇传感器，减摇水舱的下部分别设有进水口和出水口，进水口经进水管道与压载水泵连接，出水口与出水管道连接，进水管道和出水管道上分别设有进水控制阀和出水控制阀，通过1数据获取、2模型预测和优化计算、3执行或反馈，实现动态、连续的自适应控制，具有结构简单、通过动态优化被动式调节减摇水舱内水位来抑制船舶横摇等优点。

本发明授权一种基于模型预测控制的船舶自适应减摇系统及方法在权利要求书中公布了：1.一种船舶自适应被动减摇水舱系统的减摇方法，设有船舶本体，其特征在于所述的船舶本体上安装减摇水舱，减摇水舱上安装水位传感器，船舶本体上安装横摇传感器，减摇水舱的下部分别设有进水口和出水口，进水口经进水管道与压载水泵连接，出水口与出水管道连接，进水管道和出水管道上分别设有进水控制阀和出水控制阀，所述的船舶本体上安装模型预测控制器，模型预测控制器分别与水位传感器、横摇传感器、压载水泵、进水控制阀、出水控制阀连接，通过水位传感器、横摇传感器分别将信号传递给模型预测控制器，模型预测控制器控制进水控制阀、出水控制阀、压载水泵的开关动作，步骤如下： 1、数据获取：以不低于10Hz的频率从横摇传感器获取横摇角θt和横摇角速度θ't，并从水位传感器获取当前水位ht； 2、模型预测和优化计算：模型预测控制器内置一个数学模型来描述船舶的横摇动力学，数学模型为二阶微分方程： I•θ''t+Bh•θ't+C•θt=M_wavet+M_tankt,h， 其中： I:船舶的横摇转动惯量； C:船舶的横摇恢复力矩系数； Bh:横摇阻尼系数，该项关键地依赖于水舱水位h； M_wavet:波浪干扰力矩； M_tankt,h:减摇水舱产生的反力矩，该项同样关键地依赖于水位h和时间t； M_tank`进一步近似为： M_tankt,h≈-mh•g•Ah•θt-Φh 这里，mh是水舱内有效水的质量，Ah是偏移幅度因子，而Φh是水体运动相对于船体横摇的相位滞后，这明确表明，控制水位h`可直接调节相位差Φ； 模型预测控制器利用此模型，从当前状态出发，向前推算N步，得到一系列未来的横摇状态预测值； 优化的目标是最小化一个成本函数J，其典型形式为： J=Σ[w1·θk+i²+w2·θ'k+i²+w3·uk+i²]，i从1到N， 其中： θk+i和θ'k+i是预测的未来第i步的横摇角和角速度， uk+i是未来第i步的控制输入，即水位调整量， w1,w2,w3是权重系数，用于平衡减摇效果和控制成本， 减摇效果取决于M_tank和M_wave的对抗程度，当水舱内水面波动与船体横摇的相位差Φ处于80°-100°的最佳范围内时，M_tank产生的反向力矩最大，减摇效率最高，理论上在90°时可达95%以上，优化算法通过求解最小化J，实质上是在寻找一个最优的水位h，使得相位差Φh被驱动到这个最佳区间内，最终得到最佳水位序列； 3、执行或反馈：设定水位调整阈值，模型预测控制器将计算得到的最优水位序列的第一个值作为当前指令，若该最优水位序列的第一个值在阈值范围之内，通过进水控制阀、出水控制阀、压载水系统执行，若该最优水位序列的第一个值不在阈值范围之内，返回数据获取阶段，在下一个控制周期，系统重新采集数据，并重复上述过程，实现动态、连续的自适应控制。

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