資源描述：
《船舶舵阻搖系統(tǒng)的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要船舶阻搖是船舶與海洋工程的重要課題之一。船舶運(yùn)動是一個非常復(fù)雜的運(yùn)動，由于受到海浪、海風(fēng)及其他干擾的影響，產(chǎn)生六自由度運(yùn)動。在惡劣的海況條件下，對艦船的海上作業(yè)造成很大的安全隱患。本文介紹了舵阻搖的基本原理，基于切片理論建立了橫蕩、橫搖與艏搖相互耦合的船舶橫向運(yùn)動方程以及垂蕩與縱搖耦合的兩自由度船舶縱向運(yùn)動方程。建立了海浪擾動成型濾波器，對海浪擾動力及擾動力矩進(jìn)行了建模。將海浪擾動成型濾波器作為船舶運(yùn)動系統(tǒng)的一部分，建立了船舶增廣運(yùn)動方程。通過對舵阻搖的研究，許多研究者發(fā)現(xiàn)，船舶模型參數(shù)的不確定性成為影響舵阻搖技術(shù)的關(guān)鍵所在。本
2、文首先采用PID控制方法進(jìn)行控制，在MATLAB軟件中運(yùn)用simulink工具箱對其進(jìn)行仿真，得到的仿真曲線結(jié)果表明在某些條件下最大能達(dá)到53％的減搖效果，同時能較好的控制航向，甚至改善航向控制，艏搖角比未減搖前有時甚至更小。由于海浪擾動力及力矩?zé)o法測量，而我們卻比較容易測得船舶的運(yùn)動姿態(tài)，我們可以通過卡爾曼濾波和擴(kuò)展卡爾曼濾波等方法對海浪擾動力與力矩進(jìn)行估計。采用Ⅱ型舵作為減搖裝置，采用最優(yōu)控制的方法控制。由于擾動輸入模型不同，中間過程中被反饋的狀態(tài)估計結(jié)果就不同，從而分為次優(yōu)控制與最優(yōu)控制。仿真比較后發(fā)現(xiàn)，最優(yōu)控制效果優(yōu)于次優(yōu)控制效果。在系統(tǒng)擴(kuò)展時，擴(kuò)展
3、狀態(tài)中不僅包含有系統(tǒng)狀態(tài)，還包含了隨機(jī)海浪擾動的信息，此時的擴(kuò)展隨機(jī)最優(yōu)控制量包含了系統(tǒng)狀態(tài)的負(fù)反饋以及隨機(jī)海浪擾動的補(bǔ)償；通過理論分析和仿真結(jié)果得出，對于舵阻搖系統(tǒng)，擴(kuò)展隨機(jī)最優(yōu)控制優(yōu)于經(jīng)典隨機(jī)最優(yōu)控制。結(jié)果表明舵阻搖系統(tǒng)具有很大的實用價值。關(guān)鍵詞：Ⅱ型舵；舵阻搖系統(tǒng)；PID控制；隨機(jī)最優(yōu)控制；卡爾曼濾波器哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文innI_ABSTRACTTheshipstabilizationisoneofanimportanttopicaboutshipandoceanstructure．Themotionofshipisaverycomplexmo
4、vement．Becauseofactionofoceanwave，windandtheotherinteractions，shippinghasmovementinsixdegrees．Inthebadseacondition，itwouldbringaboutprodigioussafehiddentroubleforship’Soperation．Itisintroducedtheprincipleofanti—rollingandanti-pitchingbyrudder．Basedonstriptheory,thispaperestablishes
5、thelatitudinalequationsoftheshippingcoupledswaying，rollingandyawing．Theshiplongitudinalmotioncoupledequationsaboutheavingandpitchingtwodegreeoffreedomisalsobuilt．Formingfilterofseadisturbanceisgiven，whichmodeledforthedisturbingforceandmomentofrandomsea．Formingfilterofseadisturbance
6、beingpartofshipmotionsystem，theshipaugmentingmotionequationsareestablished．Bystudyingrudderstabilization,manyinvestigatorfindthatthenondeterminacyofshipmodelaffecttheeffectofrudderstabilization．Firstly,usePIDcontrol，intheMATLABenvironment，simulationcurvesareobtainedbysimulinktoolbo
7、x．Fromtheresultitisshownthatundersomecircumstancetherollreductionratecallreach53％，atthesametimecontroItheheadingoftheship．Becauseitcouldnotmeasurewavedisturbanceofrealsystem，butwecouldgetshipmotionattitude，andestimatewavedisturbancebymeansoftwomethods：KalmanfilteringandextendedKalm
8、anfiltering．Using萬typerudd
