文档介绍：大连海事大学
硕士学位论文
船舶横摇运动智能控制及其虚拟现实仿真研究
姓名:史建秀
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:李晖
20100601
摘要船舶剧烈的摇荡会损害船体结构及主要部件,降低船舶航速和稳定性,会导而船舶的各种摇荡运动中,横摇运动对船舶的危害最大。因此,寻求有效的方法来减小船舶横摇是船舶运动控制领域一直备受关注的课题,减摇鳍系统则是应用最广泛研究最多的一种船舶减横摇装置。本文以船舶减摇鳍控制系统作为研究对象,重点研究了基于小波神经网络的船舶横摇运动智能控制算法和船舶减摇鳍控制系统的虚拟现实仿真,其目的是为了进一步提高船舶在不同工况下的减摇效果,提高船舶的耐波性和适航性,并为船舶减摇鳍控制系统研究提供一个可视化的仿真环境。本文首先基于谱分析理论建立了海浪模型以及波倾角模型,并对船舶横摇运动进行了受力分析建立了船舶线性横摇运动模型。在研究大量参考文献的基础上,本文提出了船舶横摇运动基于二进小波神经网络整定的智能刂扑惴āP〔应的优点,把它与刂扑惴ㄏ嘟岷希梢越⒉问匝暗闹悄躊控制器,经网络整定的刂扑惴芄豢朔9鍼控制适应性差的缺点,而且可以有效的抑制扰动,增强系统稳定性。然后本文利用虚拟现实技术实现了船舶减摇鳍新型船舶的减摇鳍仪表盘设计生成了虚拟仪表盘,实现了三位一体的仿真效果。可以通过操纵仪表盘来控制减摇鳍系统的启动停止、减摇生摇等各种状态并观察减摇鳍系统的控制输出曲线,可以在虚拟现实环境中直观形象的观察船舶的减摇效果,使减摇鳍系统从单纯的曲线仿真进入了可视化虚拟现实仿真,能动态逼真的反映减摇鳍控制系统的工作情况。关键词:船舶横摇;减摇鳍;小波神经网络;虚拟现实致船员晕船,降低船上工作人员的工作效率,严重时甚至会导致船舶倾覆沉没。神经网络具有小波分析特有的多尺度分辨特性和人工神经网络固有的自学习自适使船舶在不同海况、航向下都具有良好的减摇效果。仿真结果表明,基于小波神系统的可视化仿真,将海浪模型、船舶模型和智能控制算法结合起来,并按照某中文摘要
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疹呼论文作者签名:史建莠学位论文作者签名:篷查疆保密口在——年解密后适用本授权书。大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明日期:砂辍不保密请在以上方框内打··√原创性声明学位论文版权使用授权书本人郑重声明:本论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,.竺龃舶搓摇运动智能控剑区基虐塑现塞笾真婴究除论文中已经注明引用的内容外,对论文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定,即:大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》泄跗诳光盘版缱釉又旧、《中国学位论文全行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于:撰写成博/硕士学位论文文数据库》泄蒲Ъ际跣畔⒀芯克等数据库中,并以电子出版物形式出版发导师签名:。
第滦髀课题的研究背景和意义向的摇荡,包括沿三个坐标轴的移动和围绕三个坐标轴的转动,它们分别称为纵荡、横荡、垂荡和横摇、纵摇、首摇。船舶的摇荡运动剧烈时,会给船上工作人员的生活和工作带来影响,会导致旅客晕船,严重时还会损坏船上的物品,破坏大,因此安装横摇减摇装置十分必要。舭龙骨、减摇水舱、减摇舵和减摇鳍等都是常用的船舶横摇减摇装置,而减摇鳍是目前最好的减摇装置,其减摇效果一般可达%~%左右。减摇鳍因具有减摇效率高、占用舱内体积小、易于控制等优点,而在船舶横摇减摇中得到了广泛的应用。因此研究船舶减摇鳍系统具有重最先发展的有刂坪妥钚》讲羁刂频龋琍控制结构简单,易于实现,但是比例、积分和微分三个常数的选择需要大量的实船试验数据和丰富的经验,因此减系数改变,或者船舶航向或风向改变后,秃苣咽迪制渥钣趴刂啤6钚》的,在横摇角度较大的非线性横摇情况下控制效果不佳。因此为了提高控制算法的适应性,智能控制开始应用于船舶减摇鳍控制系统中。神经网络控制、模糊逻可逆转的趋势。因此研究船舶减摇鳍系统的控制策略具有重要的现实意义俊虚拟现实技术是在计算机技术支持下的一种人工环境,是人类与计算机复杂船舶在海面上航行时,在风、浪、流等各种海洋环境的作用下会产生各个方船舶的主要部件,影响船舶的航海性能,影响军舰的战斗力。在船