水翼雙體船回轉(zhuǎn)-橫傾運(yùn)動控制系統(tǒng)研究.pdf

1、本論文主要研究水翼雙體船回轉(zhuǎn)/橫傾模糊控制技術(shù)，主要關(guān)注水翼雙體船大角度轉(zhuǎn)向過程中的航向和橫傾角度的控制問題。在分析和研究國內(nèi)外高速船發(fā)展現(xiàn)狀和相關(guān)理論知識的基礎(chǔ)上，提出在水翼雙體船上加裝水翼/柱翼模糊控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對其回轉(zhuǎn)/橫傾運(yùn)動的智能控制。
　　 首先，提出水翼雙體船回轉(zhuǎn)/橫傾運(yùn)動模糊控制系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案。分析水翼/柱翼系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)，明確控制對象的特點(diǎn)和性質(zhì)。分別從總體和部分兩個方面對控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和工作原理進(jìn)行詳

2、細(xì)的闡述和說明，完成系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)。
　　 其次，分析水翼/柱翼的水動力性能，建立水翼、襟尾翼升力和柱翼舵法向力的計(jì)算模型。在此基礎(chǔ)上，基于分離型建模思想建立水翼雙體船四自由度操縱運(yùn)動數(shù)學(xué)模型。分析水翼雙體船受力情況，建立船體受力、各主控力、環(huán)境干擾力以及上述諸力產(chǎn)生的力矩的計(jì)算模型。
　　 再次，根據(jù)實(shí)際情況和控制系統(tǒng)需要，設(shè)計(jì)水翼/柱翼伺服系統(tǒng)。在研究伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理等相關(guān)概念的基礎(chǔ)上，主要從傳動機(jī)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)、

3、伺服電機(jī)的選型、功率放大裝置的選擇以及傳感器的確定等方面來完成伺服系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。
　　 然后，設(shè)計(jì)水翼雙體船回轉(zhuǎn)/橫傾模糊控制器。在前面工作的基礎(chǔ)上，運(yùn)用模糊控制理論，設(shè)計(jì)回轉(zhuǎn)/橫傾模糊控制器。針對水翼雙體船回轉(zhuǎn)過程中的不同控制目的，將回轉(zhuǎn)運(yùn)動模糊控制器分為航向改變模糊控制器和航向保持模糊控制器。根據(jù)水翼雙體船航行狀態(tài)的不同，將橫傾運(yùn)動模糊控制器的工作過程分為兩個階段：航向改變過程中任意橫傾角的控制和航向保持過程中零橫傾角的控

4、制?？刂破鞯脑O(shè)計(jì)過程主要包括：系統(tǒng)分析、確定模糊控制器的輸入輸出變量、確定模糊控制器的結(jié)構(gòu)、確定模糊子集的隸屬度函數(shù)、建立模糊控制規(guī)則以及控制器調(diào)試等。
　　 最后，對水翼雙體船操縱運(yùn)動和回轉(zhuǎn)/橫傾運(yùn)動模糊控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真檢驗(yàn)。對水翼雙體船的回轉(zhuǎn)操縱運(yùn)動進(jìn)行仿真，驗(yàn)證運(yùn)動模型的有效性。建立回轉(zhuǎn)/橫傾運(yùn)動模糊控制系統(tǒng)，對不同海況下的水翼雙體船回轉(zhuǎn)運(yùn)動過程進(jìn)行仿真，得到相關(guān)參量的變化曲線和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。通過對仿真結(jié)果進(jìn)行比較分析，得到相