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万吨级舰船横倾补偿控制及虚拟仿真研究
| 论文题名： | 万吨级舰船横倾补偿控制及虚拟仿真研究 |
| 关键词： | 万吨级舰船;横倾补偿;视景仿真;实体建模;补偿控制;控制策略;环境扰动 |
| 摘要： | 由于海洋运输业的发展和海军装备的需求，伴随着造船技术的不断进步，船舶在尺度和载重量上不断增加，日益向大型化方向发展，对世界各国的经济发展、工业进步和维护海防安全有着非常重要的影响。本文以万吨级舰船为研究对象，针对舰船在各种状态下的横倾补偿控制策略及三维虚拟视景仿真过程进行了有益的探索和研究。 万吨级水面船舶在航行和系泊时，由于配载不均、移动或装卸重物及外界环境干扰等因素下，常常会出现横倾的现象，给船舶的作业及船舶设备的正常使用带来很大的危害。 本文在合理的假设条件下，建立并推导出了简便的船舶横倾运动数学模型，并对常速稳流风和海浪等外界慢变环境作用力进行了求取，简化了环境扰动的建模。 在综合考虑引起横倾的原因后，设计了以滑块式横倾调节机构为基本控制单元的补偿控制系统，它是通过滑块的左右舷移动对船体产生抗横倾平衡力矩，补偿船舶由于装卸重物或其它原因而形成的船舶倾侧力矩。本文通过多种状态下的仿真实验证明了该控制系统的有效性和可行性，它可以较好地调整船舶的横倾角到要求的范围内，使船身回到横向平衡状态，满足其控制精度的要求。 本文把视景仿真技术用于对船舶操纵性的研究中，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来模拟真实实验。 以万吨级舰船为研究对象，阐述了船舶三维实体的建模方法，构建了船舶航行所在的虚拟场景并进行了优化配置，实现了对船舶运动仿真系统的特殊效果(如船舶航行尾迹、海面效果等)的模拟，较好地将船舶实时的航行状态直观地表现出来，为进一步结合船舶控制模型来模拟真实实验，验证理论和模型的正确性打下了良好的基础。 |
| 作者： | 韩云辉 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 施小成 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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