船舶橫向運動基于周期圖建模的補償控制研究.pdf

1、船舶橫向運動姿態(tài)極短期預報及控制對提高船舶武器裝備系統(tǒng)精度以及對艦船有效的航行與控制是十分重要的.由于受到海浪、海風及其他干擾的影響,船舶產(chǎn)生了六自由度的復雜運動,具有很強的隨機性和非線性.這就導致船舶運動姿態(tài)進行預報及控制具有一定困難,無論在理論上還是實際工程應用上都還需要進一步的探討.本文在對船舶運動姿態(tài)極短期預報及控制的歷史背景和國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀進行分析比較的前提下,首先建立了船舶橫向運動方程,詳細討論了它在波浪中橫向受力情況,給

2、出了力與力矩的公式.在此基礎(chǔ)上,用卡爾曼濾波方法對其橫向所受力矩進行了最優(yōu)估計,并進行了橫向姿態(tài)的隨機LQG控制規(guī)律的研究.然后,用周期圖預報及控制的方法對此問題進行了詳細研究,并用實測數(shù)據(jù)進行預報計算.周期圖預報的方法在國內(nèi)外尚屬比較少見但正逐步受到重視的一種新型預報控制方法,它與經(jīng)典的LQG控制相比,更適合大范圍非線性系統(tǒng)的預報控制,而經(jīng)典的LQG比較適合小范圍線性化的系統(tǒng).本文通過理論研究和大量仿真計算結(jié)果表明,利用這兩種方法進行