【摘要】：針對船舶四自由度操縱運動仿真對運算速度和精度的要求,提出了一種改進的變步長龍格庫塔算法以求解船舶動力學和運動學方程.該算法每一次迭代求解過程中在局部將各運動姿態(tài)與步長轉(zhuǎn)化為線性關(guān)系,根據(jù)各姿態(tài)實際相對誤差與給定相對誤差允許值之間的比值來調(diào)整步長,使得步長能夠根據(jù)微分方程梯度變化情況進行自動調(diào)整.以某大型貨船四自由度模型為對象,對比分析了本文變步長算法、定步長龍格庫塔算法和常規(guī)變步長龍格庫塔算法的仿真性能,結(jié)果表明變步長算法具有更快的運算速度和響應(yīng)速度,非常適用于船舶操縱運動的一般仿真研究.
[Abstract]:An improved Runge-Kutta algorithm with variable step size is proposed to solve the ship dynamics and kinematics equations in accordance with the requirements of the speed and accuracy of the ship's four-degree-of-freedom maneuvering motion simulation. In each iteration of the algorithm, the motion attitude and step size are locally transformed into linear relations, and the step size is adjusted according to the ratio between the actual relative error of each attitude and the allowable value of the given relative error. The step size can be adjusted automatically according to the gradient of differential equation. In this paper, the simulation performance of variable step size algorithm, constant step length Runge-Kutta algorithm and conventional variable step length Runge-Kutta algorithm are compared and analyzed with a four-degree-of-freedom model of a large cargo ship. The results show that the variable step size algorithm has faster operation speed and response speed, and is very suitable for the general simulation research of ship maneuvering motion.
【作者單位】： 武漢理工大學自動化學院;
【基金】：湖北省自然科學基金資助項目(2016CFB502,2015CFB586) 中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費資助項目(163111005)
【分類號】：O241.8

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本文編號：2389147