船舶波浪中操縱橫搖預(yù)報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?？刂平绲难芯繜狳c。本文基于此研究背景分別從水動力模型和運動響應(yīng)模型兩個方面來研究船舶操縱性。
　　水動力模型方面，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動模型中加入耐波性橫搖運動并進行波浪力的建模。利用數(shù)學(xué)模型對船舶在波浪中操縱性與橫搖進行了數(shù)值模擬，同時開展了對象船模的自航模試驗進行模型驗證。結(jié)果顯示

2、運動模型預(yù)報的操縱和橫搖結(jié)果具有可信性。驗證模型預(yù)報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。
　　運動響應(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。考慮了航向控制中的三個難點：運動非線性；模型不確定性；機構(gòu)執(zhí)行問題。針對性地進行隨機參數(shù)攝動、干擾建模，自適應(yīng)模糊控制器設(shè)計，舵機伺服系統(tǒng)及物理約束濾波器的設(shè)計。采用Simulink工具箱仿真了對象船模在不同期望航向、參數(shù)攝動和外界干