高速船的航向航速控制.pdf

1、高速滑行艇屬于一種很重要且很常見的高速船。體積小、速度快、機動性強和操作靈活等優(yōu)點使其在民用和軍用方面得到了普遍的應用。關于滑行艇的大部分研究均未考慮航行狀態(tài)的變化，均將某一航行狀態(tài)的水動力模型應用于滑行艇。其實，水動力會隨著航行狀態(tài)的變化而發(fā)生相應的改變，而且不同航行狀態(tài)下的水動力相差很大。如果滑行艇在不同航速下均采用同一種水動力模型，這必然帶有明顯的局限性，無法充分反映滑行艇的真實狀態(tài)。本文的主要目的是建立靜水中和海風干擾下的滑行艇

2、運動數(shù)學模型，研究滑行艇的開環(huán)運動特性，設計航向和航速控制器。
　　本文首先為高速滑行艇建立了慣性坐標系和附體坐標系，并推導出了兩種坐標系的轉換關系。在水平的附體坐標系下，由質心運動定理和動量矩定理推導出了滑行艇的六自由度運動方程。按照MMG模型的思想，把滑行艇在靜水中的受力分解為慣性類水動力、粘性類水動力、回復力（重力、浮力）、動升力、阻尼力、槳力及舵力等。在認真分析各項水動力的產生原因及測定方法后，直接給出了水動力的數(shù)學估算公

3、式;同時還研究了螺旋槳推進力和舵力的數(shù)學計算模型，進而建立了不同航行狀態(tài)下的靜水中滑行艇運動數(shù)學模型。
　　然后在定常風的假設下，研究了海風干擾模型，并將其疊加到滑行艇在靜水中的六自由度運動數(shù)學模型中，于是建立了海風干擾下的滑行艇運動數(shù)學模型，進而就可以研究滑行艇在海風干擾下的操縱特性。
　　最后對上述模型進行簡化，建立了滑行艇的五自由度運動數(shù)學模型。采用S-函數(shù)搭建了滑行艇的SIMULINK模型，并運用經典的四階龍格-庫塔