本文關(guān)鍵詞：大型雙槳雙舵船舶避碰優(yōu)化操縱及控制研究

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【摘要】：隨著水路運(yùn)輸和船舶工業(yè)的快速發(fā)展,全球運(yùn)輸船舶越來(lái)越大型化、高速化,對(duì)船舶的操縱控制性能的要求越來(lái)越高。2013年,以實(shí)現(xiàn)安全、高效、節(jié)能和環(huán)保為目標(biāo)的18000TEU超大型雙槳雙舵的集裝箱船舶(排水量達(dá)25萬(wàn)噸)建造完成并投入營(yíng)運(yùn)。雙槳雙舵能夠提高這種超大型船舶的自主操縱性能。對(duì)此類(lèi)大型船舶操縱運(yùn)動(dòng)的建模和操縱控制研究,是具有重要理論和工程意義的科學(xué)問(wèn)題。本文采用MMG模型的建模機(jī)理,對(duì)船體、舵、槳和外界的干擾分別進(jìn)行研究,建立了雙槳雙舵船舶的運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型,并通過(guò)仿真計(jì)算實(shí)船的旋回試驗(yàn)曲線(xiàn)來(lái)驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性。本文通過(guò)研究多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題、克隆選擇算法和量子計(jì)算,將量子計(jì)算的并行性和混沌搜索的遍歷性融合到克隆算法中,提出了一種混沌量子免疫克隆多目標(biāo)算法。該算法用量子位編碼初始化群體,提高搜尋效率,用混沌量子旋轉(zhuǎn)門(mén)變異算子實(shí)現(xiàn)個(gè)體更新,提高種群多樣性。通過(guò)對(duì)比仿真結(jié)果,驗(yàn)證了該算法的有效性。在船舶安全中,本文將混沌量子免疫克隆多目標(biāo)算法用于解決船舶避碰策略?xún)?yōu)化問(wèn)題。根據(jù)自動(dòng)雷達(dá)標(biāo)繪儀的試操作理論,將船舶避碰的相關(guān)變量作為混沌量子免疫克隆多目標(biāo)算法的抗體,以安全性、經(jīng)濟(jì)型以及平滑性作為評(píng)價(jià)依據(jù),構(gòu)成一個(gè)迭代優(yōu)化過(guò)程,通過(guò)多屬性決策,尋找最優(yōu)的避碰策略。試驗(yàn)表明,基于混沌量子免疫克隆多目標(biāo)算法的船舶避碰策略?xún)?yōu)化程序是有效的,能夠?yàn)轳{駛?cè)藛T提供較好的避碰決策支持。
【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(lèi)號(hào)】：U675.96;TP273

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本文編號(hào)：1249012