水面艦艇在高海情下的橫搖運(yùn)動(dòng)姿態(tài)控制技術(shù)研究.pdf

1、由于環(huán)境航行時(shí)所處的海洋環(huán)境的復(fù)雜性，船舶運(yùn)動(dòng)是一個(gè)非常復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，船舶橫搖運(yùn)動(dòng)是考慮得最多的船舶運(yùn)動(dòng)。 為實(shí)施對(duì)船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)得控制，本文推導(dǎo)了利用舵、鰭進(jìn)行橫搖控制的數(shù)學(xué)模型，并作了合理的簡(jiǎn)化，然后利用STF切片法，計(jì)算得到數(shù)學(xué)模型中的各水動(dòng)力系數(shù)。 為了對(duì)各種非線性控制方案的控制效果進(jìn)行評(píng)估，以及對(duì)船舶在風(fēng)浪中的耐波性能進(jìn)行預(yù)報(bào)，本文在充分利用成熟的切片理論的基礎(chǔ)上，提出了考慮橫搖運(yùn)動(dòng)中的非線性阻尼和非線性復(fù)原力矩項(xiàng)

2、的艦船運(yùn)動(dòng)仿真模型，通過(guò)高海情中水池船模試驗(yàn)驗(yàn)證，表明該模型的橫搖運(yùn)動(dòng)預(yù)報(bào)精度優(yōu)于傳統(tǒng)的頻域預(yù)報(bào)方法。 通過(guò)仿真研究，并結(jié)合閥控液壓舵機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)，本文研究了船舶橫搖運(yùn)動(dòng)幾種控制方法，包括定常線性二次型最優(yōu)控制，單輸入定常離散快速控制，混合邏輯動(dòng)態(tài)控制以及自適應(yīng)廣義預(yù)測(cè)控制，并進(jìn)行了仿真計(jì)算。通過(guò)對(duì)控制性能的比較，本文確定了以廣義預(yù)測(cè)控制作為舵減橫搖水池船模試驗(yàn)的控制方案，并對(duì)廣義預(yù)測(cè)控制的性能進(jìn)行了分析。 為驗(yàn)證橫搖運(yùn)