船舶波浪中操縱橫搖預報及航向跟蹤控制研究.pdf

1、為了海上航行的安全性和經濟性需要，船舶在波浪中的操縱與控制一直是船舶理論界與航海控制界的研究熱點。本文基于此研究背景分別從水動力模型和運動響應模型兩個方面來研究船舶操縱性。
　　水動力模型方面，利用 MMG模型建立縱蕩、橫蕩、艏搖和橫搖四自由度耦合數學模型，根據統(tǒng)一理論思想在操縱運動模型中加入耐波性橫搖運動并進行波浪力的建模。利用數學模型對船舶在波浪中操縱性與橫搖進行了數值模擬，同時開展了對象船模的自航模試驗進行模型驗證。結果顯示

2、運動模型預報的操縱和橫搖結果具有可信性。驗證模型預報有效性后分析了船舶在不同工況下的操縱性能、橫搖特性及舵效，給出了波浪中操舵建議。
　　運動響應模型方面，利用操縱方程推導得出非線性操舵轉艏響應模型?？紤]了航向控制中的三個難點：運動非線性；模型不確定性；機構執(zhí)行問題。針對性地進行隨機參數攝動、干擾建模，自適應模糊控制器設計，舵機伺服系統(tǒng)及物理約束濾波器的設計。采用Simulink工具箱仿真了對象船模在不同期望航向、參數攝動和外界干