水面船相對目標運動跟蹤與精確控位研究.pdf

1、海上救助是海洋技術的研究的熱點，救助過程中必須對救援船與目標的相對位置進行精確控制，這對船舶的操縱技術有著很高的要求。傳統(tǒng)的海洋救援是人員操縱船舶進行靠近后救援，這存在著很大的安全隱患。論文結合實際項目需求以對失事艇救援為背景，研究了相對目標的運動跟蹤和精確位置控制。
　　本文首先建立了救援船數(shù)學模型及失事艇海上漂浮運動模型。針對失事艇海上漂浮運動主要受環(huán)境作用的影響，分別建立了風、浪、流的數(shù)學模型，通過仿真驗證所建模型的正確性。

2、其次，針對水面救助過程中救援船與失事艇保持相對控位與持續(xù)跟蹤的需求，針對一定惡劣環(huán)境下實現(xiàn)全方位水面救生援助的近距離相對位姿測量的需求，提出了基于miniRadaScan微波參考系統(tǒng)的測量方案；并設計了相對距離和相對艏向的解算方案?？紤]到救援船與失事艇的近距離相對位置保持與動態(tài)跟蹤的安全性與控位需要，本文經(jīng)過分析提出了將跟蹤過程分段化來實現(xiàn)安全精確的控位策略，并完成了控位策略的仿真驗證。再次，針對救助過程中救援船與失事艇需要在保持精確相

3、對控位前提下方能實現(xiàn)安全作業(yè)的特點，采用模糊自適應PID控制方法，分別設計了救援船縱向位置控制器、橫向位置控制器和艏向位置控制器，通過在線整定PID參數(shù)，實現(xiàn)復雜海況條件下的相對運動跟蹤與精確控位。并通過仿真驗證，完成對跟蹤控制效果、跟蹤策略的驗證。最后，為有效驗證救援船與失事艇相對運動跟蹤與精確控位策略與方法，建立模擬運動跟蹤控制系統(tǒng)，以全向移動車為救援船模擬設備實現(xiàn)目標跟蹤控制、以五自由度手控車模擬失事艇漂浮運動、以miniRada