船舶繞給定點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的控制技術(shù)研究.pdf

1、船舶繞給定點(diǎn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)控制是動(dòng)力定位技術(shù)的一種情況。它是通過控制船上的輔助推力器產(chǎn)生推力來對(duì)風(fēng)、流等外部作用力進(jìn)行補(bǔ)償，以使水面船舶繞給定點(diǎn)以給定半徑和回轉(zhuǎn)率旋轉(zhuǎn)。 本文針對(duì)已有的船舶運(yùn)動(dòng)模型，加裝艏、艉側(cè)推力器和艉部主推力器做為執(zhí)行機(jī)構(gòu)；運(yùn)用模塊化思想，建立了外界干擾模型，執(zhí)行機(jī)構(gòu)模型等。 按照給定點(diǎn)的位置及旋轉(zhuǎn)半徑的不同，本文所研究的內(nèi)容分為五種情況：船舶繞船外點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，即：給定點(diǎn)在船身外，同時(shí)要指定旋轉(zhuǎn)半徑。旋轉(zhuǎn)時(shí)，船

2、艏要始終對(duì)應(yīng)給定點(diǎn)，船中心保持在圓弧上，并且旋轉(zhuǎn)時(shí)的回轉(zhuǎn)率近似恒值。 船舶繞船艏點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，即：給定點(diǎn)為船艏點(diǎn)，這時(shí)半徑已經(jīng)確定，即為船艏點(diǎn)到船中心的距離，以近似恒值的回轉(zhuǎn)率旋轉(zhuǎn)，中心保持在圓弧上。 船舶繞船艉點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，即：給定點(diǎn)為船艉點(diǎn)，這時(shí)半徑唯一確定，即為船艉點(diǎn)到船中心的距離，以近似恒定的回轉(zhuǎn)率旋轉(zhuǎn)，中心保持在圓弧上。 船舶繞船側(cè)中心旋轉(zhuǎn)，即：給定點(diǎn)船側(cè)中心，半徑唯一確定為船寬一半，以近似恒定的回轉(zhuǎn)率旋轉(zhuǎn)，中心保

3、持在圓弧上。 船舶繞船幾何中心旋轉(zhuǎn)，即：給定點(diǎn)為船的幾何中心，半徑為零，以近似恒定的回轉(zhuǎn)率旋轉(zhuǎn)，中心保持在給定點(diǎn)上。論文對(duì)每種運(yùn)動(dòng)方程都給了分析和推導(dǎo)，在此基礎(chǔ)上給出了控制器輸入量的選取。 本文設(shè)計(jì)PID和模糊控制器進(jìn)行了控制仿真，通過仿真實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：在有外界風(fēng)和流的干擾下，兩種控制方式都能夠保證水面船舶繞給定點(diǎn)以給定半徑和回轉(zhuǎn)率旋轉(zhuǎn)，且精度都是比較理想的。 就本文所研究的內(nèi)容，目前在國內(nèi)，鮮有見到，此研究內(nèi)容