基于VPT的船舶兩自由度仿真平臺(tái)建模與控制研究.pdf

1、船舶航行過程中,受橫搖和縱搖運(yùn)動(dòng)影響最為嚴(yán)重,對(duì)船舶橫搖、縱搖運(yùn)動(dòng)的模擬和控制有著重大的意義。本文基于虛擬樣機(jī)技術(shù)(VPT,VirtualPrototypeTechnology),旨在設(shè)計(jì)建立船舶兩自由度仿真平臺(tái),模擬船舶在實(shí)際海況中的橫搖和縱搖運(yùn)動(dòng),為橫搖、縱搖控制和建立實(shí)物平臺(tái)提供依據(jù),以縮短開發(fā)周期,降低試驗(yàn)成本。
　　 船舶的橫搖和縱搖運(yùn)動(dòng)主要是由海浪擾動(dòng)引起的,建立海浪模型成為首要工作,長(zhǎng)風(fēng)波海浪模型可以通過譜分析法獲

2、得。根據(jù)對(duì)船舶搖蕩運(yùn)動(dòng)的分析,建立以波傾角為輸入量,船舶橫搖、縱搖角為輸出量的船舶橫搖、縱搖運(yùn)動(dòng)模型。
　　 本文根據(jù)實(shí)際航行中,船舶的橫搖、縱搖情況,建立了船舶兩自由度仿真平臺(tái)的機(jī)械模型,通過設(shè)計(jì)合理的幾何模型和連接,添加約束和驅(qū)動(dòng),使得船舶運(yùn)動(dòng)仿真平臺(tái)達(dá)到實(shí)際搖蕩運(yùn)動(dòng)指標(biāo),并且驗(yàn)證模型的運(yùn)動(dòng)性能良好;建立了虛擬樣機(jī)液壓系統(tǒng)模型,以液壓系統(tǒng)作為船舶運(yùn)動(dòng)仿真平臺(tái)的驅(qū)動(dòng),通過控制液壓缸驅(qū)動(dòng)桿的伸縮來實(shí)現(xiàn)船舶的橫搖和縱搖運(yùn)動(dòng)。