船舶航向控制系統(tǒng)規(guī)范化交互式設(shè)計平臺.pdf

1、船舶運動控制問題是控制領(lǐng)域的研究熱點，從事該項研究的專家學者日趨增多。但是由于船舶運動模型的復(fù)雜性，研究人員不得不花費大量時間在船舶建模、仿真等重復(fù)性工作上。這嚴重影響了研究進度和效率。 本文結(jié)合計算機仿真技術(shù)，開發(fā)了航向控制系統(tǒng)規(guī)范化交互式設(shè)計平臺。本文設(shè)計的平臺是基于Matlab GUI技術(shù)開發(fā)的，具有交互性強，操作簡單易學的特點，可以幫助研究人員快速設(shè)計控制器，提高研發(fā)速度。平臺主要包括建模、控制器設(shè)計、可視化仿真等功能，具

2、體內(nèi)容如下:
　　(1)開發(fā)了船舶航向控制系統(tǒng)規(guī)范化交互平臺，集成了建模、算法智能設(shè)計及可視化仿真功能，規(guī)范了仿真流程，提高了研究人員的設(shè)計效率。
　　(2)建立了船舶航向運動數(shù)學模型和環(huán)境干擾模型。本文以美國學者阿布科維奇提出的狀態(tài)空間型船舶運動數(shù)學模型為基礎(chǔ)，分析了船舶流體力和風、浪、流等環(huán)境擾動對模型的影響，并綜合考慮了船舶運動學方程和動力學方程，建立了船舶平面運動的非線性數(shù)學模型。
　　(3)實現(xiàn)了航向系統(tǒng)運動

3、仿真和結(jié)果的可視化，通過波形圖、柱狀圖、表格等多種形式幫助研究人員直觀地了解船舶運動特性。
　　(4)集成了PID、LQG、QFT和模糊算法等經(jīng)典控制器設(shè)計算法，并開放了控制算法接口，研究人員可以自行編寫、試驗控制算法。
　　(5)研究了船舶航向運動控制。目前船舶航向運動控制器設(shè)計主要采用PID算法，其控制效果依賴于PID參數(shù)的選取，由于船舶運動較為復(fù)雜，PID參數(shù)整定需要耗費大量時間和人力成本，控制效果也不能令人滿意。本文