船舶操縱模擬器中拖輪子系統(tǒng)的研究.pdf

1、目前,大型船舶操縱模擬器已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在人員培訓(xùn)、航道設(shè)計(jì)、方案論證和模擬試驗(yàn)等領(lǐng)域,并取得了可喜的成果.隨著船舶向大型化,甚至是超大型化發(fā)展,對(duì)大船的操縱變得越來(lái)越困難,比如:進(jìn)出港;靠、離泊位等.在這種情況下,拖輪協(xié)助大船進(jìn)行操縱已經(jīng)成為一個(gè)幫助大型船舶進(jìn)出港;靠、離泊位的重要手段.從逐步完善大型航海模擬器的角度看,把拖輪作為一個(gè)本船加入到航海模擬器中來(lái),真實(shí)地模擬拖輪與大型船舶共同操縱是非常必要的.它不僅給大型船舶駕駛員真實(shí)的拖輪

2、助操效果,同時(shí)也為拖輪駕駛員提供了逼真的操縱環(huán)境.由STCW78/95公約對(duì)具有三維視景的航海模擬器的規(guī)定和航海模擬器應(yīng)用領(lǐng)域的需求可以看出,航海模擬器要為操作者提供盡可能逼真而完善的操作環(huán)境.其中,船舶操縱數(shù)學(xué)模型和三維視景占有比較突出的地位,視景的好壞和船舶操縱數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確與否是整個(gè)航海模擬器系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵所在.該文對(duì)拖輪操縱模擬器應(yīng)具備的視景系統(tǒng)、操縱環(huán)境及拖輪運(yùn)動(dòng)模型的特點(diǎn)等問(wèn)題進(jìn)行了分析研究.采用MMG分離建模的思想建立了一

3、個(gè)較為精確、較為完整的拖輪操縱數(shù)學(xué)模型.在建模過(guò)程中,作者對(duì)坐標(biāo)系的建立、裸體船的水動(dòng)力計(jì)算、直航阻力的計(jì)算、螺旋槳處的伴流系數(shù)、推力減額系數(shù)的計(jì)算、導(dǎo)管槳的四象限推力系數(shù)、轉(zhuǎn)矩系數(shù)的計(jì)算、雙槳的推力、橫向力、轉(zhuǎn)矩的計(jì)算、主機(jī)的計(jì)算模型等問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的分析,建立了一個(gè)適用于當(dāng)前大型航海模擬器的三自由度的拖輪操縱運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型.除此之外,作者還對(duì)拖輪在頂推、拖帶等工況下的運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了初步的研究,提出了一些簡(jiǎn)化的拖輪運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型.在建