本文關鍵詞：基于船舶回轉(zhuǎn)試驗建立橫搖響應型數(shù)學模型，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

船舶回轉(zhuǎn)

第３２卷第４期

２００９年１２月

中國航海

Ｖ０１．３２ＮＯ．４

ＮＡＶＩＧＡＴＩＯＮＯＦＣＨＩＮＡ

Ｄｅｃ．２００９

文章編號：１０００一４６５３（２００９）０４—００７７－－０３

基于船舶回轉(zhuǎn)試驗建立橫搖響應型數(shù)學模型

張顯庫，

楊佐昌，

關

巍，陳

鐸，謝洪彬

（大連海事大學航海學院，遼寧大連１１６０２６）

摘要：為了建立船舶橫搖響應型數(shù)學模型，在“育鯤”輪上進行了船舶回轉(zhuǎn)試驗。在試驗數(shù)據(jù)處理分析的基礎上，結(jié)合理論討論，提出了橫搖響應型數(shù)學模型的結(jié)構，并給出了“育鯤”輪的橫搖響應型數(shù)學模型。該模型簡單，便于分析。

關鍵詞：船舶、艦船工程；回轉(zhuǎn)試驗；橫搖；響應型數(shù)學模型

中圖分類號：Ｕ６６１．７

文獻標志碼：Ａ

Ｒｅｓｐｏｎｓｅ

ＺＨＡＮＧＸｉａｎ一忌“，

Ｍｏｄｅｌ

ｏｆＳｈｉｐＲｏｌｌｉｎｇＢａｓｅｄｏｎＴｕｒｎｉｎｇＴｅｓｔ

ＧＵＡＮＷｅｉ，

ＣＨＥＮＤｕｏ，ＸＩＥＨｏｎｇ—ｂｉｎ

ＹＡＮＧＺｕｏ—ｃｈａｎｇ，

（ＮａｖｉｇａｔｉｏｎＣｏｌｌｅｇｅ，ＤａｌｉａｎＭａｒｉｔｉｍｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｄａｌｉａｎ１１６０２６，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｏｒｄｅｒＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅ

ｔｏ

ｂｕｉｌｄ

ａ

ｒｅｓｐｏｎｓｅ

ｍｏｄｅｌｏｆｓｈｉｐｒｏｌｌｉｎｇ，ａｔｕｒｎｉｎｇ

ｔｅｓｔ

ｔｅｓｔｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ

ｗｉｔｈｔｈｅｓｈｉｐＹｕｋｕｎ．

ｒｅｓｐｏｎｓｅ

ｍｏｄｅｌｉｓｂｕｉｌｔｔｈｒｏｕｇｈｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｈｅｄａｔａｗｉｔｈｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ．Ｔｈｅ

ｕｓｅ．

ｍｏｄｅｌｏｆｓｈｉｐ

Ｙｕｋｕｎｉｓｆｕｒｔｈｅｒｇｉｖｅｎ，ｗｈｉｃｈｉｓｓｉｍｐｌｅａｎｄｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ

ｔｏ

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｈｉｐ，ｎａｖａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｔｕｒｎｉｎｇｔｅｓｔ；ｒｏｌｌｉｎｇ；ｒｅｓｐｏｎｓｅｍｏｄｅｌ

船舶運動可以用狀態(tài)空間模型描述，也可以用輸入一輸出模型描述，前一種描述能處理控制作用下船舶的多變量運動問題，對風、浪、流干擾的引入也較為直接和準確，但計算相當復雜；后一種描述又稱為響應模型法，它直接從系統(tǒng)加上輸入舵令或舵角后系統(tǒng)的響應是怎樣的角度來研究船舶運動狀態(tài)［１。２］。船舶運動從舵角艿到船艏向角蟹的響應型數(shù)學模型研究較多，線性響應型數(shù)學模型即為著名的Ｎｏｍｏｔｏ模型［３］，文獻Ｅ４－５３給出了兩種船舶非線性響應型數(shù)學模型的建立方法，但有關舵角對橫搖角的響應型數(shù)學模型的研究還未見報導。船舶試驗觀測數(shù)據(jù)是建立船舶運動數(shù)學模型的基礎，以往因為進行一次船舶試驗花費巨大且影響生產(chǎn)，故實際上專門為科研開展的船舶試驗不多，大多數(shù)試驗是采用實體的縮比模型在水池中進行的，這就產(chǎn)生了尺度效應和岸壁效應等問題。文獻Ｅ６３基于傳統(tǒng)自由自航船模，開發(fā)了可控船模研究系統(tǒng)（ＡＲＭＳ），該系統(tǒng)可以高效率完成傳統(tǒng)自航船模操縱性試驗；文獻Ｅ７］給出基于統(tǒng)計方法的船舶操縱性指數(shù)預報。

收藕日期：２００９—０８—１９

２００８年大連海事大學在交通運輸部的支持下建造了專門用于教學實習及科研的“育鯤”輪，不進行生產(chǎn)作業(yè)，有條件進行科研試驗。２００９年５月４－６日，我們研究小組上船進行船舶回轉(zhuǎn)試驗，地點在煙臺港外錨地附近，先進行了兩組左、右旋５。的回轉(zhuǎn)試驗，用計算機每秒采集一次航行數(shù)據(jù)。本文在船舶試驗數(shù)據(jù)分析的基礎上，結(jié)合理論討論，建立了基于船舶回轉(zhuǎn)試驗的橫搖響應型數(shù)學模型。

１提取試驗數(shù)據(jù)

在進行船舶回轉(zhuǎn)試驗時，各種航海儀器的輸出數(shù)據(jù)通過串口接到筆記本電腦上，在筆記本電腦上運行廠家提供的數(shù)據(jù)記錄軟件，即可實時記錄各種航海數(shù)據(jù)，，數(shù)據(jù)以＊．１０９，＊．ｔｘｔ，＊．ｄａｔ等格式保存，一般１ｓ或０．５Ｓ記錄一次，數(shù)據(jù)格式一般都滿足ＮＭＥＡ０１８３協(xié)議國標標準數(shù)據(jù)通訊格式，

ＮＭＥＡ０１８３是一種航海、海運方面關于數(shù)字信號

傳遞的標準（ＮＭＥＡ，ＮａｔｉｏｎａｌＭａｒｉｎｅ

Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）。

Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ

基金項目：國家自然科學基金資助項目（５０９７９００９）；國家博士點基金（２００８０１５１０００２）；國家９７３計劃子項目（２００９ＣＢ３２０８０５）作者簡介：張顯庫（１９６８一），男，遼寧遼陽人，教授、博導，從事船舶運動控制、魯棒控制研究．Ｅ—ｍａｉｌ：Ｚｈａｎｇｘｋ＠ｄｌｍｕ．ｅｄｕ．ｃＩＬ

  本文關鍵詞：基于船舶回轉(zhuǎn)試驗建立橫搖響應型數(shù)學模型，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。