文档介绍：学位论文风浪中船舶操纵运动建模与仿真肖仲明指导教师申请学位级别学位授予单位洪碧光教授工学硕士专业名称交通信息工程及控制大连海事大学年
摘要本文利用年浜本刚实提出的水平的随体坐标系⒘鲎杂啥却安僮菰硕P停缓螅肕编程、绘图,以及动态系统仿真集成软件包对船舶操纵运动进行仿真。由于时间紧迫,且本人水平有限,在对操纵运动进行仿真试验时,遇到了困难,于是仅对四个自由度运动模型进行了旋回仿真试验,试验结果比较理想,最后还对风在建立数学模型时分别研究了作用在船体、桨、舵上的力和力矩以及三者之间的相互干涉关系,充分考虑了经典的鲎杂啥鹊拇捌矫嬖硕牒嵋纵摇、垂荡的耦合,并考察了风干扰力和力矩模型和波浪干扰力和力矩模型,将船舶在风浪中的操纵运动与摇荡运动结合起来。在对操纵运动进行仿真试验时,仅对四个自由度运动模型进行了仿真。仿真结果表明该模型的精度能满足实际的要求,而在不同工况下的仿真结果进行分析,得出以下结论:船舶在风浪中旋回操纵过程中,风和浪联合作用对旋回轨迹、横摇角,即用舵旋回掉头所需水域的大小,船舶旋回过程中最大动力横摇角的影响较大。仿真计算结果表明,风浪越大,影响越大;不同方向风、浪对于旋回运动的影响不同,随风、左横风对于船舶右旋回操纵的旋回轨迹影响最大;对于同一船舶,横稳性高度越小,最大动力横摇角约越大;船舶相对波浪的初始位置也对旋回运动产生影响,船舶初始位于波峰处的横摇角比波谷处的横摇角要大,船舶初始位于波峰处对于旋回轨迹的影响要比波谷处和两者之间的影响要小,而船舶初本课题的研究结果对船舶驾驶人员在实际操船过程中具有一定参考价值,同时,也为模拟船舶在波浪中的操纵性能提供了一定的理论基础。关键词:水平的随体坐标系;六个自由度;操纵运动:数学模型;风浪;仿真浪中船舶旋回运动进行了安全分析。始位于波谷处对于旋回轨迹的影响最大。中文摘要
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榉僦一胍栽凇论文作者签确惟导师躲弼础乞论文作者签名敝衛吃≯刃年;月谚日大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明保密口,在——年解密后适用本授权书。日期:鹉月砑日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,撰写成博士/硕士学位论文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,均己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“大连海事大学研究生学位论文提交、版权使用管理办法”,同意大连海事大学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。不保密匹请在以上方框内打“√”
第滦髀课题背景及意义比较大。历史上就有滚装船在静水中满舵旋回过程中翻船的例子。瑞典“船务船舶运输业由于其低成本、运量大的特点一直受到高度重视,已经成为国际贸易主要货物的流通渠道。很久以来,人们对船舶的性能研究多侧重于静水中的性能,特别是静水中船舶的快速性,但是大量事实表明,~艘在静水中性能优良的船舶,在波浪中的航行性能并不一定是优良的。船舶在海面上的航行周期比较长,航行距离比较远,往往要经历非常复杂的海况,特别是在风浪中航行时,操纵不当可能造成船舶倾覆和碰撞的重大事故。近年来,船舶在风浪中航行时,操舵不当造成船舶倾覆和碰撞的事故时有发生。船舶在海上航行时,由于受风浪的影响,操舵造成的横摇角和旋回掉头所需水域公司的一艘滚装船号轮,就是在作旋回操纵运动中因横倾过大而倾覆。又如年日,在虾峙门航道的北航路上,一艘巴拿马籍集装箱船号轮,在作旋回避让时,由于未充分考虑当时的水域环境和旋回掉头所需水域的大小,导致与宁波籍吸沙作业船“江甬甭址⑸僚觥R虼耍究船舶在风浪中的操纵性显得尤其重要,本文论题正是在以上背景下提出来的。本文着重从船舶在静水中的操纵运动方程入手,考虑风、浪等外界干扰因素,并将船舶在波浪中的操纵运动与摇荡运动结合起来,建立了船舶纵荡、横荡、垂荡、横摇、纵摇、首摇的六个自由度的船舶运动数学模型,并对模型进行了仿真试验验证和风浪中的操纵运动仿真计算。课题对航海实践的指导意义主要体现在以下几个方面:凹菔蝗嗽备玫卣莆沾霸诜缋酥械牟僮菪船舶的操纵系统是由人、船舶和操船环境三个子系统组成。船舶驾驶人员是该系统的指挥者,也就是在一定的外界环境下,利用船舶本身或其他手段保持和改变船舶的运动状态。要达到此目的,就必须很好地了解船舶的操纵性。本文通过对船舶在风浪中的作旋回运动进行研究,了解船舶在波浪中的操纵性,以便在