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大型双桨双舵船舶的智能航向控制
| 论文题名： | 大型双桨双舵船舶的智能航向控制 |
| 关键词： | 双桨双舵船舶;航向控制;操纵性分析;建模仿真 |
| 摘要： | 随着船舶工业和水路运输事业的快速发展，装备双桨双舵的马士基3E级集装箱船舶开始应用于海洋运输业，对于超大型双桨双舵船舶的建模、操纵性和航向控制问题研究，开始成为具有重大意义的研究课题。 本文基于MMG分离模型的建模机理，分别对作用于船体、双桨、双舵的流体动力和力矩进行研究，同时考虑风、浪、流等环境干扰的影响，建立了双桨双舵船舶的数学模型。 基于双桨双舵的数学模型，以马士基3E级集装箱船为仿真对象，利用Matlab仿真软件，进行双桨双舵船舶的运动仿真研究。在船舶满载状况下，分别进行旋回仿真试验、Z型仿真试验，将得到的仿真数据与实际船舶数据进行对比，从而验证双桨双舵船舶数学模型的准确性。本文在船舶满载、低速状况下进行了船舶错车仿真试验，相对于双桨联动的控制模式，双桨错车控制可以使船舶在更小的范围内完成旋回，并且采用一桨进车、一桨倒车的错车控制模式，缩小旋回圈的效果更好，从而证明了双桨双舵船舶具有良好的操纵性和灵活性。 本文主要针对双桨双舵船舶数学模型，研究了双桨双舵船舶的智能航向控制问题。作者主要设计了三种航向控制算法，它们分别是基于自抗扰控制原理所设计的线性、非线性自抗扰控制器以及出于对比考虑所设计的变参数PID控制器。在不同海况下，论文对上述三种控制器作用下的船舶航向、舵角进行了仿真研究，比较分析三种控制器的快速性、稳定性以及鲁棒性，验证了所研究的智能航向控制算法的有效性。 |
| 作者： | 肖凤翔 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 郭晨;刘雨 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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