船舶運(yùn)動控制平臺及海浪響應(yīng)模型的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著全球航運(yùn)事業(yè)的蓬勃發(fā)展，關(guān)于船舶運(yùn)動控制的研究也越來越得到重視。另外，由于海浪的干擾作用，各種搖蕩運(yùn)動隨之產(chǎn)生，劇烈的搖蕩運(yùn)動會對船舶乃至船上的人員造成不可逆轉(zhuǎn)的危害。因此，研究船舶對海浪的響應(yīng)對提高航運(yùn)事業(yè)的穩(wěn)定性、保證通航的安全性以及設(shè)計船舶控制系統(tǒng)有著非常重要的理論意義和研究價值。本課題結(jié)合實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，在船舶運(yùn)動控制平臺上開展船舶對海浪的響應(yīng)研究。
　　本課題首先完成了船舶運(yùn)動控制平臺硬件電路的設(shè)計及連接工作。在原有硬件

2、設(shè)施的基礎(chǔ)上設(shè)計了驅(qū)動及保護(hù)電路的印制電路板，方便對控制平臺調(diào)試的同時使其控制性能得到優(yōu)化。
　　其次，為了更加深入的研究船舶對海浪的響應(yīng)，本文先對產(chǎn)生干擾的海浪進(jìn)行了充分的研究。根據(jù)隨機(jī)海浪的統(tǒng)計特性建立長峰波隨機(jī)海浪模型，并采用海浪譜反演的線性疊加法在MATLAB環(huán)境下對不同等級的海浪進(jìn)行實(shí)時仿真。
　　然后，采用譜分析法建立船舶對海浪的響應(yīng)模型，并在MATLAB環(huán)境下對不同船速、不同遭遇角以及不同海況下響應(yīng)進(jìn)行仿真。<

3、br>　　最后，將船舶對海浪的響應(yīng)模型應(yīng)用到船舶運(yùn)動控制平臺。在VC++6.0環(huán)境下編寫模型及模型控制程序，通過軌道層的運(yùn)動軌跡模擬船舶對海浪的響應(yīng)的運(yùn)動狀態(tài)。另外，設(shè)計了更為友好的可視化界面，方便開發(fā)者及用戶更直觀地了解及應(yīng)用該平臺。
　　根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，本設(shè)計中的長峰波隨機(jī)海浪模型以及船舶對海浪的響應(yīng)模型均滿足控制要求，在船舶運(yùn)動控制平臺上實(shí)現(xiàn)了船舶對海浪的響應(yīng)。完成的船舶運(yùn)動控制平臺對于設(shè)計船舶運(yùn)動控制系統(tǒng)及驗(yàn)證相關(guān)算法可以發(fā)