水面船相對(duì)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)跟蹤與精確控位研究.pdf

1、海上救助是海洋技術(shù)的研究的熱點(diǎn)，救助過程中必須對(duì)救援船與目標(biāo)的相對(duì)位置進(jìn)行精確控制，這對(duì)船舶的操縱技術(shù)有著很高的要求。傳統(tǒng)的海洋救援是人員操縱船舶進(jìn)行靠近后救援，這存在著很大的安全隱患。論文結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目需求以對(duì)失事艇救援為背景，研究了相對(duì)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)跟蹤和精確位置控制。
　　本文首先建立了救援船數(shù)學(xué)模型及失事艇海上漂浮運(yùn)動(dòng)模型。針對(duì)失事艇海上漂浮運(yùn)動(dòng)主要受環(huán)境作用的影響，分別建立了風(fēng)、浪、流的數(shù)學(xué)模型，通過仿真驗(yàn)證所建模型的正確性。

2、其次，針對(duì)水面救助過程中救援船與失事艇保持相對(duì)控位與持續(xù)跟蹤的需求，針對(duì)一定惡劣環(huán)境下實(shí)現(xiàn)全方位水面救生援助的近距離相對(duì)位姿測(cè)量的需求，提出了基于miniRadaScan微波參考系統(tǒng)的測(cè)量方案；并設(shè)計(jì)了相對(duì)距離和相對(duì)艏向的解算方案?？紤]到救援船與失事艇的近距離相對(duì)位置保持與動(dòng)態(tài)跟蹤的安全性與控位需要，本文經(jīng)過分析提出了將跟蹤過程分段化來實(shí)現(xiàn)安全精確的控位策略，并完成了控位策略的仿真驗(yàn)證。再次，針對(duì)救助過程中救援船與失事艇需要在保持精確相

3、對(duì)控位前提下方能實(shí)現(xiàn)安全作業(yè)的特點(diǎn)，采用模糊自適應(yīng)PID控制方法，分別設(shè)計(jì)了救援船縱向位置控制器、橫向位置控制器和艏向位置控制器，通過在線整定PID參數(shù)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜海況條件下的相對(duì)運(yùn)動(dòng)跟蹤與精確控位。并通過仿真驗(yàn)證，完成對(duì)跟蹤控制效果、跟蹤策略的驗(yàn)證。最后，為有效驗(yàn)證救援船與失事艇相對(duì)運(yùn)動(dòng)跟蹤與精確控位策略與方法，建立模擬運(yùn)動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng)，以全向移動(dòng)車為救援船模擬設(shè)備實(shí)現(xiàn)目標(biāo)跟蹤控制、以五自由度手控車模擬失事艇漂浮運(yùn)動(dòng)、以miniRada