本文關(guān)鍵詞：大型雙槳雙舵船舶的智能航向控制

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【摘要】：隨著船舶工業(yè)和水路運(yùn)輸事業(yè)的快速發(fā)展,裝備雙槳雙舵的馬士基3E級(jí)集裝箱船舶開始應(yīng)用于海洋運(yùn)輸業(yè),對(duì)于超大型雙槳雙舵船舶的建模、操縱性和航向控制問題研究,開始成為具有重大意義的研究課題。本文基于MMG分離模型的建模機(jī)理,分別對(duì)作用于船體、雙槳、雙舵的流體動(dòng)力和力矩進(jìn)行研究,同時(shí)考慮風(fēng)、浪、流等環(huán)境干擾的影響,建立了雙槳雙舵船舶的數(shù)學(xué)模型。基于雙槳雙舵的數(shù)學(xué)模型,以馬士基3E級(jí)集裝箱船為仿真對(duì)象,利用Matlab仿真軟件,進(jìn)行雙槳雙舵船舶的運(yùn)動(dòng)仿真研究。在船舶滿載狀況下,分別進(jìn)行旋回仿真試驗(yàn)、Z型仿真試驗(yàn),將得到的仿真數(shù)據(jù)與實(shí)際船舶數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,從而驗(yàn)證雙槳雙舵船舶數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性。本文在船舶滿載、低速狀況下進(jìn)行了船舶錯(cuò)車仿真試驗(yàn),相對(duì)于雙槳聯(lián)動(dòng)的控制模式,雙槳錯(cuò)車控制可以使船舶在更小的范圍內(nèi)完成旋回,并且采用一槳進(jìn)車、一槳倒車的錯(cuò)車控制模式,縮小旋回圈的效果更好,從而證明了雙槳雙舵船舶具有良好的操縱性和靈活性。本文主要針對(duì)雙槳雙舵船舶數(shù)學(xué)模型,研究了雙槳雙舵船舶的智能航向控制問題。作者主要設(shè)計(jì)了三種航向控制算法,它們分別是基于自抗擾控制原理所設(shè)計(jì)的線性、非線性自抗擾控制器以及出于對(duì)比考慮所設(shè)計(jì)的變參數(shù)PID控制器。在不同海況下,論文對(duì)上述三種控制器作用下的船舶航向、舵角進(jìn)行了仿真研究,比較分析三種控制器的快速性、穩(wěn)定性以及魯棒性,驗(yàn)證了所研究的智能航向控制算法的有效性。
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U664.82

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本文編號(hào)：1198359