船舶航跡-航向控制系統(tǒng)可視化仿真.pdf

1、在科學(xué)的研究中,科學(xué)驗證是必不可少的環(huán)節(jié),但實物實驗受實驗條件的制約,耗費(fèi)大量的人力物力,甚至危及實驗人員的人身安全,隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,計算機(jī)仿真成為了科學(xué)驗證的必要手段,虛擬現(xiàn)實技術(shù)的出現(xiàn)使仿真更加直觀,更好的實現(xiàn)人機(jī)交互,能夠更有效的對科學(xué)研究成果進(jìn)行驗證,可視化仿真作為虛擬現(xiàn)實仿真的一個重要分支,近年來成為了研究的熱點。
　　 在船舶控制領(lǐng)域,虛擬現(xiàn)實仿真大多數(shù)為半實物仿真或以圖形工作站為中心的仿真機(jī)群構(gòu)建的視景仿真系

2、統(tǒng),科研成本較高,對于缺少科研經(jīng)費(fèi)的機(jī)構(gòu)或組織很難進(jìn)行此方面的研究,限制了虛擬現(xiàn)實技術(shù)的普及及推廣。
　　 本論文以個人計算機(jī)為硬件基礎(chǔ),以船舶的航跡/航向控制系統(tǒng)為對象,利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)搭建了可視化仿真系統(tǒng),將控制算法與三維視景有機(jī)結(jié)合;利用Matlab與VisualC++混合編程,實現(xiàn)了數(shù)字仿真與可視化仿真的統(tǒng)一;利用在線運(yùn)算的算法編程模式,在線模擬船舶在海上運(yùn)動時遇到的多種情況。具體內(nèi)容如下:
　　 首先,分別選定

3、了船舶的運(yùn)動模型、舵機(jī)、船舶航跡控制器與航向控制器的數(shù)學(xué)模型及干擾的數(shù)學(xué)模型。
　　 其次,采用龍格庫塔法數(shù)值積分法,利用Matlab對于預(yù)先建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行適用于在線運(yùn)算的數(shù)字仿真研究。
　　 再次,利用Multigen Creator與Vega模擬真實環(huán)境對虛擬現(xiàn)實環(huán)境進(jìn)行了建模,為可視化仿真系統(tǒng)搭建了三維虛擬場景。
　　 最后,以Visual C++為開發(fā)環(huán)境,利用基于COM的Matlab與VC++混合編