大型雙槳雙舵船舶操縱性及智能控制的仿真研究.pdf

1、隨著水路運輸和船舶工業(yè)的快速發(fā)展，當(dāng)前國內(nèi)外運輸船舶大型化、高速化趨勢明顯，對船舶的操縱性的要求越來越高。2013年，以實現(xiàn)安全、高效、節(jié)能和環(huán)保為目標(biāo)，馬士基向韓國大宇造船訂購的多艘高達(dá)18000TEU超大型雙槳雙舵的集裝箱船舶投入營運。其被定義為3E級船舶，在追求經(jīng)濟(jì)效益的同時，更加注重社會效益和環(huán)境效益。對于如此巨大的船舶配備雙槳雙舵，可以使船舶具有更加靈活自主的操縱性能。對于此類型船舶操縱運動的建模和控制研究，是具有重要理論和工

2、程意義的科學(xué)問題。
　　本文采用MMG模型的建模機(jī)理，對船體、舵、槳和外界的干擾分別進(jìn)行研究，建立了雙槳雙舵船舶的運動數(shù)學(xué)模型，并仿真計算實船的旋回試驗曲線來驗證模型的準(zhǔn)確性。根據(jù)船舶的不同的航行狀況，在高速域采用雙槳同速推進(jìn)，雙舵聯(lián)動控制，對滿載和壓載的不同工況進(jìn)行仿真并與實船情況進(jìn)行對比，而在低速域則對船舶采用雙槳錯車控制，雙舵單獨控制的方法對船舶的操縱性能進(jìn)行仿真研究，并與另外一艘船舶尺度相似的單槳單舵船舶SHANGHAI號

3、集裝箱船作為對比研究對象，來研究在低速域，雙槳雙舵配合使用時的優(yōu)越特性。
　　本文研究了船舶的航向保持控制問題，作者主要設(shè)計了二種智能控制器來實現(xiàn)船舶航向保持控制。第一種是根據(jù)偏差大小將引入的非線性函數(shù)實現(xiàn)在線調(diào)節(jié)PID參數(shù)，從而來提高控制器性能的變參數(shù)PID控制器。第二種是將小腦模型關(guān)節(jié)控制器(CMAC)與傳統(tǒng)PID相結(jié)合，利用CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有的收斂速度快、泛化能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單、易于軟硬件實現(xiàn)等特點。由于CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有