大型船舶直航運動視景仿真及姿態(tài)預報研究.pdf

1、航行在海洋中的船舶由于受到海浪作用會產(chǎn)生搖蕩運動。對于帶有艦載機的大型船舶，船舶的搖蕩運動會威脅艦載機起降的安全。所以在設計此類艦船時，船舶的耐波性是設計者應著重考慮的問題。仿真船舶在海浪中直航時的運動姿態(tài)可以幫助設計人員評估其所設計船舶的耐波性。同時，對船舶運動姿態(tài)進行短期預報不僅能夠使船員對船舶搖蕩帶來的負面影響做出及時應對，降低安全事故的發(fā)生幾率；還有助于研究人員研究船舶減搖設備的主動式控制策略。因此本文對大型船舶直航運動仿真及運

2、動姿態(tài)預報展開研究。
　　 首先，給出船舶運動方程及海浪干擾力方程?；诟等甑?克雷洛夫假設，對規(guī)則波作用于船舶的擾動力及力矩進行建模，根據(jù)疊加原理將之推廣，建立長峰波海浪作用于船舶的擾動力及力矩模型。運用切片理論計算船舶運動方程中的水動力參數(shù)及海浪干擾力方程的波浪干擾力系數(shù)，從而建立適于仿真大型船舶直航運動姿態(tài)的數(shù)學模型。利用此模型仿真某大型船舶在海浪中的直航運動，針對仿真結果做出分析，總結出其運動規(guī)律。
　　 然后，

3、建立了船舶直航運動姿態(tài)視景仿真系統(tǒng)。根據(jù)系統(tǒng)各部分功能的不同，將系統(tǒng)劃分為四個功能子塊，即船舶三維模型、數(shù)值仿真模塊、船舶運動姿態(tài)虛擬顯示模塊及人機交互模塊。利用視景仿真專業(yè)建模軟件MultiGen Creator繪制船舶三維模型；使用C++語言編寫數(shù)值仿真模塊代碼實現(xiàn)解船舶運動方程的功能，完成數(shù)值仿真模塊的程序設計；利用Vega軟件搭建虛擬海洋場景并實現(xiàn)系統(tǒng)的船舶運動姿態(tài)三維實時顯示功能；編寫代碼，設計人機交互界面。設計模塊間的通信策

4、略及軟件系統(tǒng)的程序流程控制方案，在VC++6.0環(huán)境下，編程實現(xiàn)對視景仿真系統(tǒng)的搭建。利用視景仿真系統(tǒng)仿真船舶直航運動姿態(tài)，仿真結果表明本系統(tǒng)具有良好的實時性與友好的人機交互性，系統(tǒng)可以準確地給出船舶直航運動的數(shù)值仿真結果，并在三維虛擬環(huán)境中逼真地展現(xiàn)船舶運動姿態(tài)。
　　 最后，設計基于自回歸模型的船舶運動姿態(tài)預報方法。將限定記憶遞推最小二乘法應用于預報模型的參數(shù)估計中，有效地解決了普通遞推最小二乘法(RLS)在估計模型參數(shù)時出