穿浪雙體船運動模型及綜合控制研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、穿浪雙體船(Wave Piercing Catamaran)作為一種繼承了多種船型優(yōu)良特性的現(xiàn)代高性能船舶,具有快速性好、甲板寬敞以及操縱性靈活等特性,因此它被廣泛應(yīng)用于軍事、車客輪渡等快速高效的海上運輸領(lǐng)域。但是由于其過于狹長的片體,穿浪雙體船的縱向穩(wěn)定性不高,在較高海況下高速航行時往往會引起劇烈的縱搖和垂蕩運動,這對船上設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)以及工作人員、乘客和貨物的安全是非常不利的。本論文研究的主要內(nèi)容就是通過選擇恰當(dāng)?shù)目刂蒲b置和算法來改

2、善穿浪雙體船在高速航行時的舒適度,本論文的主要工作如下:
  首先,整理分析國內(nèi)外高性能船舶綜合姿態(tài)控制的研究成果,對比分析各種控制裝置的優(yōu)缺點、安裝限制及使用范圍,最終確定T形水翼和縱傾調(diào)整尾板為本論文中所采用的控制裝置。
  其次,通過定義參考坐標(biāo)系并利用剛體運動理論,結(jié)合周圍海洋環(huán)境對剛體運動的影響建立穿浪雙體船的六自由度運動模型,考慮到水下片體細長、對稱的特點,將六自由度模型進行解耦分析。根據(jù)線性系統(tǒng)的輸入輸出特性,

3、提出了一種通過疊加單位幅值規(guī)則波產(chǎn)生的干擾力/力矩得到不規(guī)則海浪干擾輸入的方法。
  第三,以具體的穿浪雙體船為研究對象,對所建立模型的參數(shù)變化進行分析并提出確定最終參數(shù)的方法。分別在頻域和時域內(nèi)對穿浪雙體船運動特性進行分析,經(jīng)過對分析結(jié)果的統(tǒng)計,確定重點研究的海況和航速,建立最終的仿真模型,采用李雅譜諾夫穩(wěn)定性分析方法對模型進行分析。
  第四,論文提出了一種根據(jù)海浪干擾最大值優(yōu)化控制水翼面積的方法,通過計算流體力學(xué)的方法

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