大型船舶航行姿態(tài)虛擬現(xiàn)實(shí)仿真.pdf

1、由于海洋運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展和海軍對(duì)大型艦船的需求，伴隨著造船技術(shù)的不斷進(jìn)步，船舶大型化已成為一種趨勢(shì)，其在尺度和載重量上不斷增加。大型船舶的航行控制、姿態(tài)控制對(duì)船舶的航行安全及武器使用精度均有著非常重要的影響。本文以大型船舶為對(duì)象建立了數(shù)學(xué)模型，并對(duì)其航行控制規(guī)律進(jìn)行研究，最后利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了船舶航行姿態(tài)的動(dòng)態(tài)顯示。 本文首先基于MMG分離式建模思想，建立了船舶的四自由度運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型。該模型分別討論了作用于船、槳、舵上的流體

2、動(dòng)力和力矩以及它們之間相互干涉的流體動(dòng)力和力矩，并充分考慮了船舶三自由度平面運(yùn)動(dòng)與橫傾的耦合，以及海風(fēng)、海浪等外界干擾力和力矩的影響。并以某大型集裝箱船為例，分別對(duì)靜水和有風(fēng)浪干擾下的船舶操縱運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了仿真，分析了仿真結(jié)果并總結(jié)出其運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 其次，在操縱運(yùn)動(dòng)方程的基礎(chǔ)上對(duì)傳統(tǒng)PID控制和魯棒PID控制兩種航向控制進(jìn)行了研究，完成了兩種自動(dòng)舵的參數(shù)計(jì)算，并對(duì)大型船舶的航向控制進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果表明魯棒PID控制同傳統(tǒng)PID控制相