減搖鰭三維仿真系統(tǒng)設(shè)計開發(fā).pdf

1、減搖鰭是目前船舶減搖效果最好的減搖裝置，該裝置可以提升船舶航行的安全系數(shù)，提高船舶適航性。為了研究減搖鰭系統(tǒng)能夠在復雜的海況干擾下達到良好的減搖效果，本文進行了減搖鰭的三維虛擬仿真系統(tǒng)的研究開發(fā)。
　　 本文從虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)原理及其關(guān)鍵技術(shù)出發(fā)以船舶減搖鰭控制系統(tǒng)作為研究對象，研究減搖鰭三維虛擬視景仿真實現(xiàn)船舶和減搖鰭在多種條件下的運動情況。首先根據(jù)隨機海浪工作原理，利用海浪的波能譜密度，推導船舶橫搖運動仿真中需要的隨機海浪模

2、型，并用進行仿真，得到良好的隨機海浪仿真效果。再根據(jù)船舶運動原理，分析船舶橫搖運動規(guī)律，確定船舶橫搖運動數(shù)學模型。
　　 其次研究減搖鰭系統(tǒng)減搖原理，分析減搖鰭液壓隨動系統(tǒng)各個組成部分的工作原理并確定隨動系統(tǒng)傳遞函數(shù)，分析減搖鰭的PID參數(shù)控制規(guī)律，并設(shè)計減搖鰭控制系統(tǒng)的PID控制器，結(jié)合船舶橫搖運動數(shù)學模型完成船舶減搖鰭控制系統(tǒng)的數(shù)值仿真。
　　 最后，建立減搖鰭三維視景仿真系統(tǒng)，實現(xiàn)虛擬視景效果。根據(jù)系統(tǒng)各部分功能的

3、不同，將系統(tǒng)劃分為四個功能子塊，即船舶和減搖鰭三維模型、數(shù)值仿真模塊、船舶和減搖鰭運動顯示模塊及人機交互模塊。分析研究三維建模方法，選擇MultiGen Creator三維建模軟件，使用OpenFlight層次數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，應用實例化技術(shù)、紋理映射技術(shù)等構(gòu)建船舶和減搖鰭三維實體模型；使用C++語言編寫數(shù)值仿真模塊代碼實現(xiàn)船舶和減搖鰭運動，完成數(shù)值仿真模塊的程序設(shè)計；利用Vega軟件構(gòu)建虛擬海洋場景并實現(xiàn)船舶和減搖鰭運動實時顯示功能；編寫代