船舶波浪中操縱橫搖預(yù)報(bào)及航向跟蹤控制研究.pdf

1、為了海上航行的安全性和經(jīng)濟(jì)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(diǎn)。本文基于此研究背景分別從水動(dòng)力模型和運(yùn)動(dòng)響應(yīng)模型兩個(gè)方面來研究船舶操縱性。
　　水動(dòng)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(shù)學(xué)模型，根據(jù)統(tǒng)一理論思想在操縱運(yùn)動(dòng)模型中加入耐波性橫搖運(yùn)動(dòng)并進(jìn)行波浪力的建模。利用數(shù)學(xué)模型對(duì)船舶在波浪中操縱性與橫搖進(jìn)行了數(shù)值模擬，同時(shí)開展了對(duì)象船模的自航模試驗(yàn)進(jìn)行模型驗(yàn)證。結(jié)果顯示

2、運(yùn)動(dòng)模型預(yù)報(bào)的操縱和橫搖結(jié)果具有可信性。驗(yàn)證模型預(yù)報(bào)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(yùn)動(dòng)響應(yīng)模型方面，利用操縱方程推導(dǎo)得出非線性操舵轉(zhuǎn)艏響應(yīng)模型?？紤]了航向控制中的三個(gè)難點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)非線性；模型不確定性；機(jī)構(gòu)執(zhí)行問題。針對(duì)性地進(jìn)行隨機(jī)參數(shù)攝動(dòng)、干擾建模，自適應(yīng)模糊控制器設(shè)計(jì)，舵機(jī)伺服系統(tǒng)及物理約束濾波器的設(shè)計(jì)。采用Simulink工具箱仿真了對(duì)象船模在不同期望航向、參數(shù)攝動(dòng)和外界干