船舶航向控制系統(tǒng)規(guī)范化交互式設(shè)計(jì)平臺(tái).pdf

1、船舶運(yùn)動(dòng)控制問(wèn)題是控制領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，從事該項(xiàng)研究的專家學(xué)者日趨增多。但是由于船舶運(yùn)動(dòng)模型的復(fù)雜性，研究人員不得不花費(fèi)大量時(shí)間在船舶建模、仿真等重復(fù)性工作上。這嚴(yán)重影響了研究進(jìn)度和效率。 本文結(jié)合計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，開發(fā)了航向控制系統(tǒng)規(guī)范化交互式設(shè)計(jì)平臺(tái)。本文設(shè)計(jì)的平臺(tái)是基于Matlab GUI技術(shù)開發(fā)的，具有交互性強(qiáng)，操作簡(jiǎn)單易學(xué)的特點(diǎn)，可以幫助研究人員快速設(shè)計(jì)控制器，提高研發(fā)速度。平臺(tái)主要包括建模、控制器設(shè)計(jì)、可視化仿真等功能，具

2、體內(nèi)容如下:
　　(1)開發(fā)了船舶航向控制系統(tǒng)規(guī)范化交互平臺(tái)，集成了建模、算法智能設(shè)計(jì)及可視化仿真功能，規(guī)范了仿真流程，提高了研究人員的設(shè)計(jì)效率。
　　(2)建立了船舶航向運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型和環(huán)境干擾模型。本文以美國(guó)學(xué)者阿布科維奇提出的狀態(tài)空間型船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，分析了船舶流體力和風(fēng)、浪、流等環(huán)境擾動(dòng)對(duì)模型的影響，并綜合考慮了船舶運(yùn)動(dòng)學(xué)方程和動(dòng)力學(xué)方程，建立了船舶平面運(yùn)動(dòng)的非線性數(shù)學(xué)模型。
　　(3)實(shí)現(xiàn)了航向系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)

3、仿真和結(jié)果的可視化，通過(guò)波形圖、柱狀圖、表格等多種形式幫助研究人員直觀地了解船舶運(yùn)動(dòng)特性。
　　(4)集成了PID、LQG、QFT和模糊算法等經(jīng)典控制器設(shè)計(jì)算法，并開放了控制算法接口，研究人員可以自行編寫、試驗(yàn)控制算法。
　　(5)研究了船舶航向運(yùn)動(dòng)控制。目前船舶航向運(yùn)動(dòng)控制器設(shè)計(jì)主要采用PID算法，其控制效果依賴于PID參數(shù)的選取，由于船舶運(yùn)動(dòng)較為復(fù)雜，PID參數(shù)整定需要耗費(fèi)大量時(shí)間和人力成本，控制效果也不能令人滿意。本文