航海模擬器中六自由度船舶運動數學模型的研究.pdf

1、1995年修正的STCW公約增加了包括模擬器訓練、特殊類型船舶、基本安全和人員管理在內的多種強制性和非強制性的培訓項目。航海模擬器中的船舶運動數學模型精確度直接影響航海模擬器的行為真實感，為此，挪威船級社(DNV)對航海模擬器的認證標準提出從2002年2月1日起A級船橋模擬器應采用六自由度船舶運運數學模型的要求，2007年10月DNV新標準對B級船橋模擬器也提出了應采用六自由度船舶運動數學模型的要求。因此，研制和開發(fā)適用于航海模擬器的六

2、自由度船舶運動數學模型已迫在眉睫。
　　 本文采用分離建模的思想，分別對不同推進方式下的船舶在風、浪、流聯(lián)合作用下的六自由度運動數學模型進行了建模。采用經驗公式估算裸船體水動力系數，并給出了基于丹麥航海研究所(DMI)水池實驗數據的部分水動力系數的回歸公式。應用定距槳四象限圖譜的回歸公式，近似計算定距槳的推力和扭矩系數；采用等效螺距的思想得到平推槳相對于定距槳而言的螺距，依據圖譜計算平推槳的推力和扭矩系數?；诓ɡ司€性化理論，將

3、不規(guī)則波的波譜進行離散化，得到多個不同頻率的規(guī)則波。規(guī)則波對船舶的作用，可作為正弦激勵，依據輸入激勵與輸出響應之間的傳遞函數關系，計算出船舶在波浪上的響應，然后將多個規(guī)則波中的響應疊加；同時，采用箱型船假設，估算船舶的受力和力矩，再將多個規(guī)則波中受力進行疊加，通過求解微分方程組得到船舶運動的響應。為驗證所建船舶數學模型的正確性和通用性，本文基于VC++6.0語言環(huán)境開發(fā)了船舶運動數學模型的離線編輯和測試平臺。
　　 利用上述建模