本文關(guān)鍵詞：開(kāi)闊水域單船避碰智能決策研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近幾年來(lái),隨著海上船舶密度的增加,船舶碰撞事故時(shí)有發(fā)生,據(jù)調(diào)查表明80%以上的事故與人為因素有關(guān)。為了解決人為因素造成的船舶碰撞問(wèn)題,許多專(zhuān)家學(xué)者對(duì)船舶避碰決策自動(dòng)化問(wèn)題開(kāi)展了廣泛的研究,做了很多深入的工作,雖然取得了一些成果,但至今未見(jiàn)到比較成熟的實(shí)用系統(tǒng)。船舶自動(dòng)避碰系統(tǒng)的研究成為今后十幾年航海技術(shù)研究領(lǐng)域的主攻方向。 本文通過(guò)對(duì)船舶避碰決策過(guò)程進(jìn)行深入的研究,為船舶設(shè)計(jì)了一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)避碰的航向控制器。 首先,本文研究并優(yōu)化了船舶避碰過(guò)程中涉及的各種避碰決策模型,這些模型主要包括：基本的參數(shù)計(jì)算模型(DCPA、TCPA以及SDA的計(jì)算)；會(huì)遇局面劃分模型；緊迫局面數(shù)學(xué)模型(確定最晚施舵距離D1)；船舶碰撞危險(xiǎn)度模型(綜合考慮了空間碰撞危險(xiǎn)度和時(shí)間碰撞危險(xiǎn)度)；復(fù)航模型等。其次,考慮到舵機(jī)伺服系統(tǒng)的特性及舵角限制問(wèn)題,本文基于Backstepping方法設(shè)計(jì)了一個(gè)航向控制器,該控制器能夠根據(jù)不同方位來(lái)船判斷會(huì)遇態(tài)勢(shì),自動(dòng)確定轉(zhuǎn)向時(shí)機(jī)和轉(zhuǎn)向避讓幅度,并自動(dòng)完成避讓行動(dòng)。最后,本文以MATLAB作為仿真工具,針對(duì)不同的會(huì)遇局面進(jìn)行模擬仿真,驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的航向控制器避讓效果的有效性,為實(shí)船應(yīng)用打下基礎(chǔ)。 本文研究的水域?yàn)殚_(kāi)闊水域,研究對(duì)象為兩船,這是船舶會(huì)遇的最基本情況,因此,本文設(shè)計(jì)的避碰決策系統(tǒng)也是船舶自動(dòng)避碰系統(tǒng)的一個(gè)重要分支。本文的研究為后續(xù)研究多船會(huì)遇、狹窄水域等情況下的自動(dòng)避碰打下了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：自動(dòng)避碰 決策模型 航向控制器 仿真
【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】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：U676.1
【目錄】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 研究背景10
• 1.2 理論意義和應(yīng)用價(jià)值10-11
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及主要研究?jī)?nèi)容11-15
• 1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容14-15
• 第2章 船舶避碰過(guò)程及相關(guān)決策模型15-35
• 2.1 船舶避碰決策過(guò)程15-24
• 2.1.1 避碰決策過(guò)程概述15-17
• 2.1.2 船舶DCPA及TCPA的確定17-18
• 2.1.3 安全會(huì)遇距離模型18-22
• 2.1.4 船舶會(huì)遇態(tài)勢(shì)的劃分22-24
• 2.2 船舶碰撞危險(xiǎn)度的確定24-32
• 2.2.1 緊迫局面決策模型25-28
• 2.2.2 空間碰撞危險(xiǎn)度模型28-30
• 2.2.3 時(shí)間碰撞危險(xiǎn)度模型30-31
• 2.2.4 碰撞危險(xiǎn)度模型31-32
• 2.3 避讓行動(dòng)決策模型32-34
• 2.3.1 避讓行動(dòng)時(shí)機(jī)的確定32-33
• 2.3.2 避讓行動(dòng)方式及幅度的確定33-34
• 2.4 復(fù)航時(shí)機(jī)的確定34-35
• 第3章 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避碰的航向控制器設(shè)計(jì)35-43
• 3.1 系統(tǒng)描述35-36
• 3.2 基于Backstepping的控制器設(shè)計(jì)及穩(wěn)定性分析36-40
• 3.2.1 控制器設(shè)計(jì)36-39
• 3.2.2 穩(wěn)定性分析39-40
• 3.3 轉(zhuǎn)向避讓幅度的確定40-43
• 第4章 單船避碰智能決策實(shí)現(xiàn)與仿真43-75
• 4.1 對(duì)遇局面仿真43-46
• 4.2 小角度右交叉仿真46-50
• 4.3 大角度右交叉仿真50-56
• 4.4 來(lái)船方位為112.5°～210°追越我船仿真56-60
• 4.5 來(lái)船方位為210°～247.5°追越我船仿真60-63
• 4.6 大角度左交叉仿真63-67
• 4.7 小角度左交叉仿真67-71
• 4.8 追越他船仿真71-75
• 第5章 結(jié)論與展望75-77
• 參考文獻(xiàn)77-81
• 致謝81-82
• 研究生履歷82

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李麗娜,任勤生,邵哲平;AIS在船舶自動(dòng)避碰系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];船舶工程;2002年03期

2 趙勁松,王逢辰;確定避碰時(shí)機(jī)的模型[J];大連海運(yùn)學(xué)院學(xué)報(bào);1989年03期

3 鄭中義,吳兆麟;船舶碰撞危險(xiǎn)度的新模型[J];大連海事大學(xué)學(xué)報(bào);2002年02期

4 李麗娜;船舶自動(dòng)避碰研究中安全會(huì)遇距離等要素的確定[J];大連海事大學(xué)學(xué)報(bào);2002年03期

5 畢修穎,賈傳熒,吳兆麟,姜廣生;船舶避碰行動(dòng)領(lǐng)域模型的研究[J];大連海事大學(xué)學(xué)報(bào);2003年01期

6 畢修穎,賈傳熒,吳兆麟;船舶變速避讓行動(dòng)與時(shí)機(jī)的確定[J];大連海事大學(xué)學(xué)報(bào);2004年01期

7 鄭中義，吳兆麟;船舶避碰的模糊決策[J];大連海事大學(xué)學(xué)報(bào);1996年02期

8 鄭中義,鄭中麟;多船會(huì)遇避碰決策研究──Ⅰ多船會(huì)遇局面定義、劃分及屬于各類(lèi)判斷[J];航海技術(shù);2000年04期

9 鄭中義,吳兆麟;多船會(huì)遇避碰決策研究─Ⅱ 多船會(huì)遇避碰決策模型[J];航海技術(shù);2000年05期

10 施平安,陳文偉,王敬全,沈敏;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)合避碰專(zhuān)家系統(tǒng)研究[J];航海技術(shù);2001年06期

  本文關(guān)鍵詞：開(kāi)闊水域單船避碰智能決策研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：325044