基于ECDIS的船舶自動控制仿真研究.pdf

1、隨著時代的發(fā)展，無人艇、無人飛機技術(shù)應(yīng)運而生，因其在海洋監(jiān)測、營運、安全等方面具有廣泛的應(yīng)用前景而成為國內(nèi)外的研究熱點。其中船舶自動靠泊技術(shù)是控制過程中最為復(fù)雜也是最為重要的部分，其效用價值極高。近年來各學(xué)者提出了諸多的控制算法，如PID控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、多模態(tài)仿人智能控制、混合控制等。根據(jù)這些算法所設(shè)計的控制律，其穩(wěn)定性和控制效率大多是通過Matlab、Simulink工具并以船舶響應(yīng)模型或簡化的Nomoto模型為基礎(chǔ)進行仿真驗證的

2、。結(jié)果表明，船舶模型從初始狀態(tài)到穩(wěn)定狀態(tài)所經(jīng)歷的時間越短則控制律效果越好?；诖吮疚牟捎肕MG船舶運動模型與現(xiàn)有的控制律算法相結(jié)合的方法，進行船舶自動靠泊仿真研究。
　　文中應(yīng)用欠驅(qū)動船舶輸入輸出線性化的航跡保持控制算法以及建立的MMG船舶運動模型，通過對控制律輸入船舶位置坐標(biāo)、航向以及轉(zhuǎn)向角速度，計算得到命令舵角;將這一舵角作為輸入傳遞給MMG船舶運動模型，經(jīng)過模型的計算獲得新的船舶位置、航向、轉(zhuǎn)向角速度，再將這些量作為控制律的

3、輸入進行循環(huán)計算;最終在電子海圖模擬器上實現(xiàn)船舶的自動靠泊動態(tài)仿真。本文主要工作有:
　　1.建立多工況船舶操縱運動數(shù)學(xué)模型。
　　2.在應(yīng)用Simulink對選用控制律進行調(diào)試驗證的基礎(chǔ)上，用C++編程實現(xiàn)。
　　3.根據(jù)實船Z型試驗數(shù)據(jù)，用野本參數(shù)確定法求得船舶操縱性指數(shù)K、T，再代入野本方程仿真Z型試驗，驗證K、T指數(shù)的有效性，從而確定所選船舶的控制律。
　　4.將MMG船舶運動模型與控制器程序通過服務(wù)器接