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船舶操纵控制虚拟现实仿真的研究
| 论文题名： | 船舶操纵控制虚拟现实仿真的研究 |
| 关键词： | 船舶操纵运动;线性自抗扰控制器;虚拟现实;可视化仿真;模拟舵轮 |
| 摘要： | 本文应用虚拟现实技术，对于船舶操纵性和船舶运动控制的可视化仿真进行了较系统的研究。本论文将虚拟现实技术与船舶操纵性和运动控制仿真研究相结合，利用虚拟现实仿真技术对船舶操纵性进行三维立体可视化仿真，以便可以更加清晰、直观地观测所建船舶模型的操纵运动过程，并对其运动性能进行评估。 首先，本文基于MMG分离型模型，建立三自由度船舶运动方程。考虑到其之间相互干涉作用，分别建立船体、螺旋桨、舵所受到的力和力矩的数学模型。考虑了船舶实际运行中会受到一些不确定的自然因素的影响，建立了风、流干扰力和干扰力矩模型。 其次，在建立的模型基础上，研究了船舶航向控制器，设计了线性自抗扰(LADRC)控制器。船舶是复杂时变且非线性耦合的被控对象，线性自抗扰控制器可不确知被控对象的具体数学模型实现控制。仿真结果显示，响应快速且控制精度比较高，对受控对象的不确定干扰因素有良好适应性、鲁棒性，能够获得较理想效果。 最后，应用虚拟现实技术实现了船舶操纵运动过程可视化仿真。在WindowsXP平台下，作者利用Matlab计算船舶运行过程中船速、航向、舵角等参数的变化。在MFC框架下通过Vega API得到船舶各项运动参数，在虚拟海洋环境中实时设置船舶位姿，实现船舶操纵运动视觉仿真。利用力反馈设备PHANTOM Desktop模拟舵轮，实现手动操舵的虚拟仿真过程。 |
| 作者： | 马振霞 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 郭晨 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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