帶T型翼的穿浪船運(yùn)動(dòng)姿態(tài)控制系統(tǒng)(RCS)研究.pdf

1、穿浪船是近年來國際上開發(fā)的一種新船型，它具有在比較高的海況下獲得較高航速的能力，并具有良好的適航性，由于穿浪船艏部的特殊線型，使得它能在波濤洶涌的海浪中穿浪而過，并保持平穩(wěn)的姿態(tài)。由于穿浪船的雙體特征，其橫搖性能較好，但是穿浪船也同樣有它的局限性，在波長較小和較大時(shí)縱搖性能的改善不夠明顯。
　　 為了使穿浪船適合于航行更廣的海域和海況，改善縱向運(yùn)動(dòng)性能，本文對(duì)帶T型翼(T-foil)的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)控制系統(tǒng)(RCS)進(jìn)行了預(yù)研工作。T

2、-foil是主動(dòng)式帶轉(zhuǎn)動(dòng)后翼板的翼面，且在風(fēng)浪較小的情況下是可回收的，以便降低阻力；RCS則可以通過T-foil所提供的恢復(fù)力和力矩對(duì)縱向運(yùn)動(dòng)實(shí)施控制。
　　 本文考慮到穿浪雙體船的高速和多船體特性，利用2.5D理論對(duì)穿浪雙體船進(jìn)行水動(dòng)力求解，并基于Matlab對(duì)計(jì)算理論進(jìn)行了程序編制，對(duì)計(jì)算程序的效率和內(nèi)存管理進(jìn)行了優(yōu)化，重點(diǎn)解決了程序重復(fù)循環(huán)過多的問題，簡(jiǎn)化了程序，提高了計(jì)算效率。隨后討論了T-foil所提供的恢復(fù)力和力矩的

3、計(jì)算方法，并利用2.5D理論所計(jì)算出的水動(dòng)力系數(shù)對(duì)帶T-foil的穿浪船進(jìn)行運(yùn)動(dòng)模型的建立。
　　 本文在控制器的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)用了魯棒控制理論中的μ綜合設(shè)計(jì)思想對(duì)控制器進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并采用Matlab平臺(tái)對(duì)控制器設(shè)計(jì)中D-K迭代進(jìn)行了計(jì)算。此外，針對(duì)縱向運(yùn)動(dòng)模型對(duì)系統(tǒng)權(quán)函數(shù)的進(jìn)行了改造，改造后的權(quán)函數(shù)集中體現(xiàn)了縱向運(yùn)動(dòng)模型的不確定性特征，對(duì)未來應(yīng)用魯棒控制中權(quán)函數(shù)選擇有一定的啟發(fā)意義。
　　 最后本文還對(duì)RCS的硬軟件設(shè)