基于ECDIS的船舶自動(dòng)控制仿真研究.pdf

1、隨著時(shí)代的發(fā)展，無人艇、無人飛機(jī)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，因其在海洋監(jiān)測、營運(yùn)、安全等方面具有廣泛的應(yīng)用前景而成為國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。其中船舶自動(dòng)靠泊技術(shù)是控制過程中最為復(fù)雜也是最為重要的部分，其效用價(jià)值極高。近年來各學(xué)者提出了諸多的控制算法，如PID控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、多模態(tài)仿人智能控制、混合控制等。根據(jù)這些算法所設(shè)計(jì)的控制律，其穩(wěn)定性和控制效率大多是通過Matlab、Simulink工具并以船舶響應(yīng)模型或簡化的Nomoto模型為基礎(chǔ)進(jìn)行仿真驗(yàn)證的

2、。結(jié)果表明，船舶模型從初始狀態(tài)到穩(wěn)定狀態(tài)所經(jīng)歷的時(shí)間越短則控制律效果越好。基于此本文采用MMG船舶運(yùn)動(dòng)模型與現(xiàn)有的控制律算法相結(jié)合的方法，進(jìn)行船舶自動(dòng)靠泊仿真研究。
　　文中應(yīng)用欠驅(qū)動(dòng)船舶輸入輸出線性化的航跡保持控制算法以及建立的MMG船舶運(yùn)動(dòng)模型，通過對控制律輸入船舶位置坐標(biāo)、航向以及轉(zhuǎn)向角速度，計(jì)算得到命令舵角;將這一舵角作為輸入傳遞給MMG船舶運(yùn)動(dòng)模型，經(jīng)過模型的計(jì)算獲得新的船舶位置、航向、轉(zhuǎn)向角速度，再將這些量作為控制律的

3、輸入進(jìn)行循環(huán)計(jì)算;最終在電子海圖模擬器上實(shí)現(xiàn)船舶的自動(dòng)靠泊動(dòng)態(tài)仿真。本文主要工作有:
　　1.建立多工況船舶操縱運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型。
　　2.在應(yīng)用Simulink對選用控制律進(jìn)行調(diào)試驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，用C++編程實(shí)現(xiàn)。
　　3.根據(jù)實(shí)船Z型試驗(yàn)數(shù)據(jù)，用野本參數(shù)確定法求得船舶操縱性指數(shù)K、T，再代入野本方程仿真Z型試驗(yàn)，驗(yàn)證K、T指數(shù)的有效性，從而確定所選船舶的控制律。
　　4.將MMG船舶運(yùn)動(dòng)模型與控制器程序通過服務(wù)器接