萬噸級艦船運動建模及航向控制方法研究.pdf

1、萬噸級艦船在海面上航行時，受到海浪、海風(fēng)和海流等海洋環(huán)境擾動的作用，船上設(shè)備、艦載飛機的起降、適居性、適航性及安全性等都會產(chǎn)生不利的影響，因此研究萬噸級艦船在風(fēng)浪流中的操縱性顯得尤其重要。船舶運動控制問題的兩個重點研究領(lǐng)域是船舶動態(tài)模型建立和船舶運動控制器設(shè)計，本文根據(jù)萬噸級艦船的運動特點和風(fēng)、浪、流的干擾特性建立了萬噸級艦船三個自由度運動數(shù)學(xué)模型，并在模型建立的基礎(chǔ)上，選擇合適的控制器進行萬噸艦船航向的控制仿真。 本文首先基于

2、MMG分離式數(shù)學(xué)建模思想建立萬噸級艦船三個自由度的運動數(shù)學(xué)模型，該模型對流體動力和力矩、流體動力和力矩之間的相互耦合、萬噸級艦船的螺旋槳推力、風(fēng)浪流所產(chǎn)生的作用力和力矩進行了討論分析。然后利用VC++語言編寫程序，運用標(biāo)準的四階龍格—庫塔法對建模所得出的一階常系數(shù)微分方程組進行數(shù)值求解，對萬噸級艦船在靜水的直航運動和回轉(zhuǎn)運動進行模型仿真驗證，同時對萬噸級艦船在風(fēng)浪流干擾下的回轉(zhuǎn)進行了仿真。最后在較為精確的操縱運動方程的基礎(chǔ)上設(shè)計了船舶航