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基于ECDIS的船舶自动控制仿真研究
| 论文题名： | 基于ECDIS的船舶自动控制仿真研究 |
| 关键词： | 船舶自动控制;运动模型;操纵性指数;仿真模型;航迹保持控制算法 |
| 摘要： | 随着时代的发展，无人艇、无人飞机技术应运而生，因其在海洋监测、营运、安全等方面具有广泛的应用前景而成为国内外的研究热点。其中船舶自动靠泊技术是控制过程中最为复杂也是最为重要的部分，其效用价值极高。近年来各学者提出了诸多的控制算法，如PID控制、神经网络控制、多模态仿人智能控制、混合控制等。根据这些算法所设计的控制律，其稳定性和控制效率大多是通过Matlab、Simulink工具并以船舶响应模型或简化的Nomoto模型为基础进行仿真验证的。结果表明，船舶模型从初始状态到稳定状态所经历的时间越短则控制律效果越好。基于此本文采用MMG船舶运动模型与现有的控制律算法相结合的方法，进行船舶自动靠泊仿真研究。 文中应用欠驱动船舶输入输出线性化的航迹保持控制算法以及建立的MMG船舶运动模型，通过对控制律输入船舶位置坐标、航向以及转向角速度，计算得到命令舵角;将这一舵角作为输入传递给MMG船舶运动模型，经过模型的计算获得新的船舶位置、航向、转向角速度，再将这些量作为控制律的输入进行循环计算;最终在电子海图模拟器上实现船舶的自动靠泊动态仿真。本文主要工作有: 1.建立多工况船舶操纵运动数学模型。 2.在应用Simulink对选用控制律进行调试验证的基础上，用C++编程实现。 3.根据实船Z型试验数据，用野本参数确定法求得船舶操纵性指数K、T，再代入野本方程仿真Z型试验，验证K、T指数的有效性，从而确定所选船舶的控制律。 4.将MMG船舶运动模型与控制器程序通过服务器接口进行连接，最终在电子海图模拟器上实现船舶运动模型沿计划航线自动靠泊的仿真。 |
| 作者： | 任燚 |
| 专业： | 航海科学与技术 |
| 导师： | 史国友 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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