舵鰭聯(lián)合減搖系統(tǒng)建模與滑?？刂蒲芯?pdf

1、船舶在海上航行時，受風、浪等海洋環(huán)境擾動的影響，會產生各種搖蕩運動，劇烈的橫搖運動將嚴重影響船舶的安全性、適航性。舵鰭聯(lián)合減搖控制系統(tǒng)就是在綜合考慮減搖鰭和舵減搖的基礎上形成的一種減搖裝置，它在保證航向控制精度的同時，能達到較好的減搖效果，從而提高船舶的航向穩(wěn)定性、操縱性、安全性以及乘員的舒適性。
　　本文重點研究建立船舶運動非線性數學模型，以及基于輸入輸出反饋線性化的舵鰭聯(lián)合滑?？刂葡到y(tǒng)的設計。
　　首先，分別考慮作用在船

2、體、螺旋槳、舵、鰭上的流體動力以及力矩，構建了一個風浪干擾作用下的縱蕩、橫蕩、橫搖和艏搖4自由度的船舶運動非線性數學模型，并且給出了該模型中所涉及到的參數的估算公式。本文在數學建模過程中參考了孫景浩提出的流體跟隨船舶運動產生附加質量和附加慣性矩的相關理論，使得所建模型更加全面。
　　然后，針對某集裝箱船提供的船舶參數，利用本文構建的船舶運動非線性數學模型，進行了旋回試驗以及Z形操縱試驗的仿真，將仿真結果與相關文獻提供的計算數據和船

3、舶操縱性標準進行對比分析，驗證了該模型的正確性、可行性，可用于船舶舵鰭聯(lián)合控制仿真研究。
　　最后，本文基于滑模變結構控制對外部擾動與模型誤差不靈敏的特性，結合非線性微分幾何理論，設計了基于輸入輸出反饋線性化的滑模控制器，并應用于船舶舵鰭聯(lián)合減搖控制系統(tǒng)。為了方便設計滑模控制器，論文將船舶運動非線性數學模型簡化為仿射非線性數學模型。論文針對不同海況，進行了船舶減搖與航向聯(lián)合控制仿真實驗，仿真結果表明該控制器具有良好的魯棒性，在保證