萬噸級艦船運動建模及航向控制方法研究.pdf

1、萬噸級艦船在海面上航行時，受到海浪、海風和海流等海洋環(huán)境擾動的作用，船上設備、艦載飛機的起降、適居性、適航性及安全性等都會產生不利的影響，因此研究萬噸級艦船在風浪流中的操縱性顯得尤其重要。船舶運動控制問題的兩個重點研究領域是船舶動態(tài)模型建立和船舶運動控制器設計，本文根據萬噸級艦船的運動特點和風、浪、流的干擾特性建立了萬噸級艦船三個自由度運動數學模型，并在模型建立的基礎上，選擇合適的控制器進行萬噸艦船航向的控制仿真。 本文首先基于

2、MMG分離式數學建模思想建立萬噸級艦船三個自由度的運動數學模型，該模型對流體動力和力矩、流體動力和力矩之間的相互耦合、萬噸級艦船的螺旋槳推力、風浪流所產生的作用力和力矩進行了討論分析。然后利用VC++語言編寫程序，運用標準的四階龍格—庫塔法對建模所得出的一階常系數微分方程組進行數值求解，對萬噸級艦船在靜水的直航運動和回轉運動進行模型仿真驗證，同時對萬噸級艦船在風浪流干擾下的回轉進行了仿真。最后在較為精確的操縱運動方程的基礎上設計了船舶航