船舶橫向運(yùn)動(dòng)基于周期圖建模的補(bǔ)償控制研究.pdf

1、船舶橫向運(yùn)動(dòng)姿態(tài)極短期預(yù)報(bào)及控制對(duì)提高船舶武器裝備系統(tǒng)精度以及對(duì)艦船有效的航行與控制是十分重要的.由于受到海浪、海風(fēng)及其他干擾的影響,船舶產(chǎn)生了六自由度的復(fù)雜運(yùn)動(dòng),具有很強(qiáng)的隨機(jī)性和非線(xiàn)性.這就導(dǎo)致船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)進(jìn)行預(yù)報(bào)及控制具有一定困難,無(wú)論在理論上還是實(shí)際工程應(yīng)用上都還需要進(jìn)一步的探討.本文在對(duì)船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)極短期預(yù)報(bào)及控制的歷史背景和國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀進(jìn)行分析比較的前提下,首先建立了船舶橫向運(yùn)動(dòng)方程,詳細(xì)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(duì)其橫向所受力矩進(jìn)行了最優(yōu)估計(jì),并進(jìn)行了橫向姿態(tài)的隨機(jī)LQG控制規(guī)律的研究.然后,用周期圖預(yù)報(bào)及控制的方法對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)研究,并用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)報(bào)計(jì)算.周期圖預(yù)報(bào)的方法在國(guó)內(nèi)外尚屬比較少見(jiàn)但正逐步受到重視的一種新型預(yù)報(bào)控制方法,它與經(jīng)典的LQG控制相比,更適合大范圍非線(xiàn)性系統(tǒng)的預(yù)報(bào)控制,而經(jīng)典的LQG比較適合小范圍線(xiàn)性化的系統(tǒng).本文通過(guò)理論研究和大量仿真計(jì)算結(jié)果表明,利用這兩種方法進(jìn)行