隨機(jī)海浪作用下船上物體保持水平的預(yù)測控制研究.pdf

1、艦船是經(jīng)常處在風(fēng)浪的環(huán)境條件下航行和戰(zhàn)斗的.在隨機(jī)海浪的擾動下,船舶在海上不可避免地會發(fā)生搖蕩運(yùn)動,造成船體的傾斜.尤其是對大量的小型艦船,船體的最大傾角甚至可達(dá)到15°以上.在實(shí)戰(zhàn)中,船舶的搖蕩將造成炮手對船載火炮的操縱性能降低,降低火炮的發(fā)射命中率,影響到船載火炮威力的發(fā)揮.通過直接控制固連于船體的火炮,使其始終保持在水平狀態(tài),可以提高實(shí)戰(zhàn)中火炮的操縱性能,提高火炮的命中率.該文應(yīng)用控制理論通過預(yù)測隨機(jī)海浪擾動下船舶的橫搖、縱搖運(yùn)動

2、的搖角值,按照所設(shè)計(jì)的控制規(guī)律實(shí)現(xiàn)在不受實(shí)際海況限制的情況下調(diào)整船上物體的空間位置,使此物體保持水平狀態(tài)的目的.該文根據(jù)統(tǒng)計(jì)疊加理論,采用ITTC單參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)海浪譜仿真模型實(shí)際的長峰波隨機(jī)海浪,進(jìn)而實(shí)時(shí)仿真長峰波隨機(jī)海浪對船舶的隨機(jī)擾動,對船舶在海浪中的橫搖和縱搖運(yùn)動進(jìn)行了時(shí)域仿真,得到船舶搖蕩運(yùn)動的橫搖角信號θ(t)和縱搖角信號φ(t).對于船舶搖蕩運(yùn)動這一動態(tài)過程,采用時(shí)間序列分析的方法,建立系統(tǒng)的自回歸模型(AR模型),并根據(jù)最小A

3、IC信息量判定準(zhǔn)則保證建立的系統(tǒng)模型為最優(yōu)化模型.利用參數(shù)模型的方式對船舶橫搖、縱搖運(yùn)動的動態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,揭示船舶搖蕩運(yùn)動的規(guī)律,預(yù)測船舶橫搖角、縱搖角的未來值.然后將搖角的預(yù)測值轉(zhuǎn)化為保持船上物體水平所需要的調(diào)節(jié)量,按照合適的控制規(guī)律對船上物體進(jìn)行控制調(diào)節(jié).該文建立的自回歸模型可以很好的預(yù)測船舶的搖蕩運(yùn)動趨勢.通過預(yù)測控制系統(tǒng)對船上火炮(或其他需要保持水平的物體)的控制調(diào)節(jié),可以保證此物體始終處于水平狀態(tài)附近,使炮手對火炮的操縱