萬噸級艦船橫傾補償控制及虛擬仿真研究.pdf

1、由于海洋運輸業(yè)的發(fā)展和海軍裝備的需求，伴隨著造船技術(shù)的不斷進步，船舶在尺度和載重量上不斷增加，日益向大型化方向發(fā)展，對世界各國的經(jīng)濟發(fā)展、工業(yè)進步和維護海防安全有著非常重要的影響。本文以萬噸級艦船為研究對象，針對艦船在各種狀態(tài)下的橫傾補償控制策略及三維虛擬視景仿真過程進行了有益的探索和研究。 萬噸級水面船舶在航行和系泊時，由于配載不均、移動或裝卸重物及外界環(huán)境干擾等因素下，常常會出現(xiàn)橫傾的現(xiàn)象，給船舶的作業(yè)及船舶設(shè)備的正常使用帶

2、來很大的危害。 本文在合理的假設(shè)條件下，建立并推導(dǎo)出了簡便的船舶橫傾運動數(shù)學(xué)模型，并對常速穩(wěn)流風(fēng)和海浪等外界慢變環(huán)境作用力進行了求取，簡化了環(huán)境擾動的建模。 在綜合考慮引起橫傾的原因后，設(shè)計了以滑塊式橫傾調(diào)節(jié)機構(gòu)為基本控制單元的補償控制系統(tǒng)，它是通過滑塊的左右舷移動對船體產(chǎn)生抗橫傾平衡力矩，補償船舶由于裝卸重物或其它原因而形成的船舶傾側(cè)力矩。本文通過多種狀態(tài)下的仿真實驗證明了該控制系統(tǒng)的有效性和可行性，它可以較好地調(diào)整船

3、舶的橫傾角到要求的范圍內(nèi)，使船身回到橫向平衡狀態(tài)，滿足其控制精度的要求。 本文把視景仿真技術(shù)用于對船舶操縱性的研究中，通過虛擬試驗場景、船舶三維實體模型以及相應(yīng)的控制模型來模擬真實實驗。 以萬噸級艦船為研究對象，闡述了船舶三維實體的建模方法，構(gòu)建了船舶航行所在的虛擬場景并進行了優(yōu)化配置，實現(xiàn)了對船舶運動仿真系統(tǒng)的特殊效果(如船舶航行尾跡、海面效果等)的模擬，較好地將船舶實時的航行狀態(tài)直觀地表現(xiàn)出來，為進一步結(jié)合船舶控制模