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《船舶自動(dòng)舵仿真模擬器的研制.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、第4O卷第1期大連海事大學(xué)學(xué)報(bào)Vo1．40No．12014年2月JournalofDalianMaritimeUniversityFeb．，2014文章編號：1006-7736(2014)01-0001船舶自動(dòng)舵仿真模擬器的研制孫才勤，王心紅，許建，張靈杰(1．大連海事大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院，遼寧大連116026；2．大連海洋學(xué)校，遼寧大連116023；青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院，山東青島266071)摘要：基于船舶水面運(yùn)動(dòng)的一階Nomoto船舶運(yùn)動(dòng)模型，考系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和提高船舶的可靠性具有重要意義．慮風(fēng)、浪、流等環(huán)境因素對船舶航
2、向角的影響，建立以船舶國際海事組織IMO在《海員培訓(xùn)、發(fā)證和值班標(biāo)液壓舵機(jī)為中心的船舶自動(dòng)舵系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型．在此基礎(chǔ)準(zhǔn)公約》中明確規(guī)定對輪機(jī)員進(jìn)行模擬器培訓(xùn)．船上開發(fā)物理一數(shù)字混合仿真自動(dòng)舵系統(tǒng)模擬器．該模擬器舶自動(dòng)舵仿真模擬器具有較大的市場需求．本文具備實(shí)船舵機(jī)系統(tǒng)全部操作功能，并模擬輪機(jī)工作場景，首先分析船舶水面運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型，并將航行中船動(dòng)態(tài)顯示操作過程，可用于船舶航跡控制研究及船員培訓(xùn)工作．舶遭受的風(fēng)、浪、流等環(huán)境因素影響轉(zhuǎn)化為舵機(jī)附關(guān)鍵詞：船舶；自動(dòng)舵；模擬器；液壓舵機(jī)加舵角，建立以液壓舵機(jī)為中心的船舶自動(dòng)舵
3、系中圖分類號：U664．36文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，并以此為基礎(chǔ)開發(fā)物理一數(shù)字混合Researchofsimulatorforautomatic仿真自動(dòng)舵模擬器．結(jié)果驗(yàn)證了其正確性及有效hydraulics~eringgear性．SUNCai—qin，WANGXin-hong，1船舶運(yùn)動(dòng)及環(huán)境干擾力數(shù)學(xué)模型XUJian，ZHANGLing-jie(1．MarineEngineeringCollege，DalianMaritime在船舶自動(dòng)舵系統(tǒng)建模與仿真中，建立船舶University，Dalian116026，C
4、hina；2．DalianOceanSchool，運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型的目的是建立船舶操縱模擬器，以Dalian116023，China；3．QingdaoOceanShippingMariners期為研究閉環(huán)系統(tǒng)性能提供一個(gè)基本的仿真平College，Qingdao266071，China)臺(tái)．船舶航行時(shí)要遭受不同海況風(fēng)、浪、流等因素Abstract：BasedonthefirstorderNomotoshipmotionmodel，的影響，在建模過程中也將給予考慮并將環(huán)境因thepaperestablishedamath
5、ematicalmodeloftheshipautopi—素產(chǎn)生的作用轉(zhuǎn)化為附加舵角的變化．lotsystemcenteringonmarinehydraulicsteeringgearconsid—1．1船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型eringtheinfluenceofwind，wave，flowandotherenvironmen-talfactorsOilshipcourseangle．Thephysicalanddigitalhy—在船舶運(yùn)動(dòng)分析與仿真計(jì)算中，常將船舶運(yùn)bridsimulationautopilotsim
6、ulatorisdevelopedbasedonthe動(dòng)方程近似簡化為線性模型．本文采用線性化模mathematicalmode1．Thesimulatorhasalloftheoperating型進(jìn)行仿真．船舶水平面運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系如圖1所示．functionsoftheshipsteeringsystem，itCanalsosimulatethe水面船舶的一般平面運(yùn)動(dòng)方程為turbineengineworkingsceneriesanddisplaytheoperation7孔(五一r一Gr)=Fx(1)process
7、dynamically，whichcanbeapplicabletotheshipm(+ur+c)=Fy(2)trackcontrolresearchandcrewtrainingwork．，z+mxG(2；+ur)=(3)Keywords：ship；autopilot；simulator；hydraulicsteering其中：m為船體質(zhì)量；為環(huán)繞z軸的慣性矩；。為gear重心G的坐標(biāo)；／t．,V分別為前向速度和橫漂速度；r為船舶的艏搖速度；、F為作用于船舶的0引言外力合力的分量；M為外力合力對于通過船舶重液壓舵機(jī)
8、系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真對于改進(jìn)船舶航跡心的Z軸的力矩．收稿日期：2013-08-29．基金項(xiàng)目：國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863)資助項(xiàng)目(2011AA110201)．作者簡介：孫才勤(1963一)，男，副教授，博士，E—mail：scq@dlmu．edu．ca2大連海事大學(xué)學(xué)報(bào)第4O卷圖1船舶水平面。運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系圖2風(fēng)力計(jì)算Fig．1Coordinate
