本文關(guān)鍵詞：舵鰭聯(lián)合減搖系統(tǒng)建模與滑�？刂蒲芯�

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【摘要】：船舶在海上航行時,受風(fēng)、浪等海洋環(huán)境擾動的影響,會產(chǎn)生各種搖蕩運動,劇烈的橫搖運動將嚴重影響船舶的安全性、適航性。舵鰭聯(lián)合減搖控制系統(tǒng)就是在綜合考慮減搖鰭和舵減搖的基礎(chǔ)上形成的一種減搖裝置,它在保證航向控制精度的同時,能達到較好的減搖效果,從而提高船舶的航向穩(wěn)定性、操縱性、安全性以及乘員的舒適性。本文重點研究建立船舶運動非線性數(shù)學(xué)模型,以及基于輸入輸出反饋線性化的舵鰭聯(lián)合滑�？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計。首先,分別考慮作用在船體、螺旋槳、舵、鰭上的流體動力以及力矩,構(gòu)建了一個風(fēng)浪干擾作用下的縱蕩、橫蕩、橫搖和艏搖4自由度的船舶運動非線性數(shù)學(xué)模型,并且給出了該模型中所涉及到的參數(shù)的估算公式。本文在數(shù)學(xué)建模過程中參考了孫景浩提出的流體跟隨船舶運動產(chǎn)生附加質(zhì)量和附加慣性矩的相關(guān)理論,使得所建模型更加全面。然后,針對某集裝箱船提供的船舶參數(shù),利用本文構(gòu)建的船舶運動非線性數(shù)學(xué)模型,進行了旋回試驗以及Z形操縱試驗的仿真,將仿真結(jié)果與相關(guān)文獻提供的計算數(shù)據(jù)和船舶操縱性標(biāo)準(zhǔn)進行對比分析,驗證了該模型的正確性、可行性,可用于船舶舵鰭聯(lián)合控制仿真研究。最后,本文基于滑模變結(jié)構(gòu)控制對外部擾動與模型誤差不靈敏的特性,結(jié)合非線性微分幾何理論,設(shè)計了基于輸入輸出反饋線性化的滑�？刂破�,并應(yīng)用于船舶舵鰭聯(lián)合減搖控制系統(tǒng)。為了方便設(shè)計滑�？刂破�,論文將船舶運動非線性數(shù)學(xué)模型簡化為仿射非線性數(shù)學(xué)模型。論文針對不同海況,進行了船舶減搖與航向聯(lián)合控制仿真實驗,仿真結(jié)果表明該控制器具有良好的魯棒性,在保證船舶航向控制精度的同時,使得船舶達到較好的減搖效果。
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U664.7

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