具有斜舵的船舶綜合減搖控制及預(yù)報(bào)方法研究.pdf

1、船舶減搖及預(yù)報(bào)是船舶與海洋工程的重要研究課題之一，論文基于“十五”國(guó)防預(yù)研基金項(xiàng)目“船舶舵減搖控制研究”進(jìn)行系統(tǒng)研究，從建模和控制的角度出發(fā)，采用斜舵為減搖裝置，來探討船舶運(yùn)動(dòng)控制，并對(duì)船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)建模預(yù)報(bào)方法進(jìn)行研究。
　　 首先，基于切片理論建立了斜舵船舶運(yùn)動(dòng)方程，為斜舵船舶減搖控制的研究提供了數(shù)學(xué)模型。其次，利用基于改進(jìn)遞推最小二乘法的算法對(duì)海浪擾動(dòng)力和擾動(dòng)力矩進(jìn)行建模，并對(duì)海浪擾動(dòng)力和擾動(dòng)力矩的估計(jì)方法進(jìn)行了分析。

2、>　　 結(jié)合海浪擾動(dòng)模型和斜舵船舶運(yùn)動(dòng)模型，給出了以白噪聲作為系統(tǒng)干擾的拓展船舶運(yùn)動(dòng)模型，對(duì)擴(kuò)展后的新系統(tǒng)，運(yùn)用線性二次高斯(LQG)控制方法計(jì)算出擴(kuò)展卡爾曼濾波增益陣和擴(kuò)展隨機(jī)最優(yōu)控制增益陣；給出了斜舵的傾斜角度對(duì)減搖效果的影響的理論分析。仿真結(jié)果表明，基于斜舵利用經(jīng)典的LQG控制方法實(shí)現(xiàn)船舶減縱/橫搖控制是可行的。
　　 鑒于船舶模型中的水動(dòng)力參數(shù)是在某一海情下試驗(yàn)獲得的，故需要研究船舶水動(dòng)力參數(shù)在標(biāo)稱值附近發(fā)生隨機(jī)變化時(shí)

3、，船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)及受擾卡爾曼估計(jì)的魯棒性。為此論文建立了斜舵船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)及受擾卡爾曼估計(jì)的概率模型，并以此進(jìn)行了受擾卡爾曼濾波的魯棒性統(tǒng)計(jì)分析，給出了在操舵存在誤差時(shí)，操舵對(duì)船舶橫搖、縱搖運(yùn)動(dòng)的分析結(jié)果。
　　 系統(tǒng)水動(dòng)力參數(shù)經(jīng)常發(fā)生明顯攝動(dòng)，其水動(dòng)力參數(shù)矩陣表現(xiàn)出奇異性。針對(duì)船舶參數(shù)的正則攝動(dòng)、奇異攝動(dòng)和海浪干擾的不確定性，提出了奇異系統(tǒng)魯棒控制方法，該方法可以很大程度地放寬控制系統(tǒng)對(duì)模型的依賴性。利用奇異系統(tǒng)魯棒控制方法，針對(duì)