拖輪協(xié)助船舶操縱建模與仿真.pdf

1、分類號UDC密級單位代碼IQ151___拖輪協(xié)助船舶操縱建模與仿真張鵬指導(dǎo)教師洪碧光職稱教授學(xué)位授予單位大連海事大學(xué)申請學(xué)位級別碩士學(xué)科與專業(yè)交通信息工程及控制論文完成日期2008年5月論文答辯日期答辯委員會主席不徽司中文摘要摘要隨著全球經(jīng)濟(jì)與技術(shù)的不斷發(fā)展，船舶逐漸向大型化、高速化發(fā)展，船舶的數(shù)量也日漸增加。由于港口水域發(fā)展有限，從而造成港內(nèi)交通繁忙，港區(qū)發(fā)生碰撞的危險性也大大增加。為了安全起見許多港口規(guī)定，大型船舶都必須由拖輪協(xié)助才

2、能進(jìn)港。另外，在其它許多操限水域，或船舶遇到故障、天氣惡劣等也都需要拖輪的協(xié)助才能保證大船的安全。隨著我國海運(yùn)事業(yè)的發(fā)展，拖輪在各大港口的使用也越來越頻繁的。多年來，人們對拖輪協(xié)助大船的操縱一般僅停留在實(shí)踐經(jīng)驗的層次上，理論上的研究較少，而關(guān)于其數(shù)學(xué)模型的仿真就更少了，因此研究拖輪協(xié)助大船的操縱問題具有重大現(xiàn)實(shí)意義。為了準(zhǔn)確地建立拖輪協(xié)助大船的操縱數(shù)學(xué)模型，本文在前人所提出的常速域數(shù)學(xué)模型和淺水、低速、大漂角數(shù)學(xué)模型研究的基礎(chǔ)上，考慮到

3、船舶運(yùn)動的連續(xù)性，采用了將兩種數(shù)學(xué)模型相結(jié)合的方法，建立了低速域、大漂角并兼顧小漂角的船舶運(yùn)動數(shù)學(xué)模型。即在建立運(yùn)動數(shù)模時，小漂角(小于20。)采用貴島模型，大漂角(大于30。)采用芳村模型，漂角在兩者之間是采用兩種模型內(nèi)插的結(jié)果。拖輪協(xié)助船舶操縱通常是發(fā)生在港內(nèi)或港口附近水域，本文為了便于定性分析，忽略了風(fēng)、流作用的影響分別對船舶和拖輪之間作用力的分析，列出方程迭代求出船間作用力，然后在MATLAB程序下實(shí)現(xiàn)通過拖輪協(xié)助船舶運(yùn)動在不同