三峽過(guò)閘船舶操縱運(yùn)動(dòng)仿真及航跡控制研究.pdf

1、三峽船閘是長(zhǎng)江航道最重要的水利設(shè)施之一，是連接上下游水路運(yùn)輸?shù)闹匾ǖ?，過(guò)閘貨運(yùn)量逐年穩(wěn)步提升。2011年，三峽船閘的過(guò)閘貨運(yùn)量就已經(jīng)提前達(dá)到并超過(guò)設(shè)計(jì)指標(biāo)，為長(zhǎng)江沿岸經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到重要的推動(dòng)作用。為促進(jìn)三峽航運(yùn)的持續(xù)平穩(wěn)發(fā)展，進(jìn)一步提高能過(guò)能力，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，需確保三峽船閘上下游航道安全暢通，使過(guò)閘船舶能夠安全、快速過(guò)閘。但閘區(qū)水域的待閘船舶數(shù)量多，航道相對(duì)較窄，特別是三峽船閘的引航道寬度更為淺窄和彎曲，導(dǎo)致船舶操縱更加困難，對(duì)進(jìn)出閘

2、船舶的航行安全及過(guò)閘效率均具有較大影響。為確保三峽船閘閘區(qū)水域安全暢通，本文通過(guò)對(duì)過(guò)閘船舶操縱運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模擬仿真，提出一種進(jìn)出閘船舶航跡控制方法，提高過(guò)閘船舶操縱控制能力，保證三峽船閘高效運(yùn)行，并進(jìn)一步提升船閘的通過(guò)能力。
　　本文基于 MMG分離型模型的思想，考慮淺水效應(yīng)、岸壁效應(yīng)以及風(fēng)、流等力和力矩的干擾，建立了內(nèi)河雙槳雙舵船舶三自由度操縱運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型，分析了作用于船體、螺旋槳和舵上的力和力矩，建立了淺水效應(yīng)的水動(dòng)力導(dǎo)數(shù)修正模型

3、、岸壁效應(yīng)力和力矩的計(jì)算模型，以及定常風(fēng)、均勻流干擾力數(shù)學(xué)模型，編寫程序?qū)Υ霸陟o水中的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和 Z形運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬及驗(yàn)證，并分別對(duì)船舶在淺水效應(yīng)、岸壁效應(yīng)以及風(fēng)、流干擾下的操縱運(yùn)動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬。
　　在上述工作的基礎(chǔ)上，通過(guò)在傳統(tǒng) PID控制器中引入遺傳算法，用以整定PID控制器的參數(shù)，設(shè)計(jì)了遺傳算法PID控制器，同時(shí)為了改善遺傳算法容易陷入早熟的缺陷，對(duì)遺傳算法進(jìn)行改進(jìn)，引入自適應(yīng)遺傳算法，設(shè)計(jì)了一種基于自適應(yīng)遺傳算法的