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原文传递大型船舶航行姿态虚拟现实仿真

论文题名：	大型船舶航行姿态虚拟现实仿真
关键词：	航行姿态;虚拟现实;姿态仿真;船舶航行;航行控制
摘要：	由于海洋运输业的快速发展和海军对大型舰船的需求，伴随着造船技术的不断进步，船舶大型化已成为一种趋势，其在尺度和载重量上不断增加。大型船舶的航行控制、姿态控制对船舶的航行安全及武器使用精度均有着非常重要的影响。本文以大型船舶为对象建立了数学模型，并对其航行控制规律进行研究，最后利用虚拟现实技术实现了船舶航行姿态的动态显示。本文首先基于MMG分离式建模思想，建立了船舶的四自由度运动数学模型。该模型分别讨论了作用于船、桨、舵上的流体动力和力矩以及它们之间相互干涉的流体动力和力矩，并充分考虑了船舶三自由度平面运动与横倾的耦合，以及海风、海浪等外界干扰力和力矩的影响。并以某大型集装箱船为例，分别对静水和有风浪干扰下的船舶操纵运动进行了仿真，分析了仿真结果并总结出其运动规律。其次，在操纵运动方程的基础上对传统PID控制和鲁棒PID控制两种航向控制进行了研究，完成了两种自动舵的参数计算，并对大型船舶的航向控制进行仿真，仿真结果表明鲁棒PID控制同传统PID控制相比具有较高的抗干扰性。最后，将虚拟现实技术应用于船舶运动的动态仿真中，通过虚拟试验场景、船舶三维实体模型以及相应的控制模型将大型船舶的航行姿态作直观的动态显示。本文的研究主要针对大型船舶，并参考了国内外的相关资料，仿真验证了相关结论的正确性，对大型船舶航行控制研究有一定的参考价值。
作者：	申忆竹
专业：	控制理论与控制工程
导师：	梁利华
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2008
正文语种：	中文