基于qft的swath船纵向运动控制研究

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1、厦门大学学位论文原创性声明本人呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立完成的研究成果。本人在论文写作中参考其他个人或集体已经发表的研究成果，均在文中以适当方式明确标明，并符合法律规范和《厦门大学研究生学术活动规范(试行)》。另外，该学位论文为()课题(组)的研究成果，获得()课题(组)经费或实验室的资助，在()实验室完成。(请在以上括号内填写课题或课题组负责人或实验室名称，未有此项声明内容的，可以不作特别声明。)声明人(签名)：叶怎叫)口f驴年于月／‘日厦门大学学位论文著作权使用声明IIlPllIII

2、IIIIIIIIIIIIIIIIHUPIIIY2536700本人同意厦门大学根据《中华人民共和国学位条例暂行实施办法》等规定保留和使用此学位论文，并向主管部门或其指定机构送交学位论文(包括纸质版和电子版)，允许学位论文进入厦门大学图书馆及其数据库被查阅、借阅。本人同意厦门大学将学位论文加入全国博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检索，将学位论文的标题和摘要汇编出版，采用影印、缩印或者其它方式合理复制学位论文。本学位论文属于：()1．经厦门大学保密委员会审查核定的保密学位论文，于年月日解密，解密后适用

3、上述授权。(√)2．不保密，适用上述授权。(请在以上相应括号内打“√’’或填上相应内容。保密学位论文应是已经厦门大学保密委员会审定过的学位论文，未经厦门大学保密委员会审定的学位论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的，默认为公开学位论文，均适用上述授权。)声明人(签名)：它了志出矽f垆年f月∥日摘要小水线面双体船(SmallWaterplaneAreaTwinHull，SWATH)是一种耐波性能优良的高性能船舶，它拥有宽敞的甲板面积，中高速下阻力小，能够完成多种任务以及满足各种航海要求等优点，受到各国

4、广泛关注。由于SWATH船的水线面面积较小，船体的纵向恢复力矩相应减小。随着航行速度的增加，作用在下潜体上的孟克(Munk)力矩会快速增加，导致船体容易发生纵向运动失稳。目前，解决这个问题的主要方法是在SWATH船的下潜体内侧安装合适尺寸的稳定鳍。安装合适稳定鳍的SWATH船在海浪中具有较好的运动性能，但是为了满足一些特殊作业平台和舒适乘坐要求，对鳍采用一定的控制方法来进一步改善SWATH船的纵向运动性能是必要的。本文回顾了SWATH船的结构特点及其发展现状，介绍了定量反馈理论(Quantitati

5、veFeedbackTheory,QFT)的基本原理，给出了QFT控制系统设计方法的一般特点以及设计过程。考虑到实际的SWATH船纵向运动系统是典型的多变量、非线性、耦合系统，且存在参数不确定性和外部扰动，本文基于QFT对其进行了纵向运动控制研究，设计了QFT对角控制器和QFT非对角控制器。由于QFT方法将对象的不确定性、外部干扰等转化为系统的某些性能指标要求，从而所设计的控制器具有较好的鲁棒性。在5级模拟海况下，对不同航速时的某型号SWATH船纵向运动模型进行控制仿真，仿真同时考虑执行机构的影响。

6、在加入控制器后，不同航速下SWATH船的垂荡运动和纵摇运动都能得到很好的抑制，SWATH船的纵向运动性能明显改善。仿真结果表明设计的控制器对模型的不确定性和外部扰动具有较好的鲁棒性和适应能力。关键词：小水线面双体船；定量反馈理论：QFT对角控制器；QFT非对角控制器AbstractnleSmall—Waterplane-Area-Twin-Hull(SWATH)shipisal(indofhigh-performancevesselandhasreceivedmuchattentioninmanyc

7、ountriesduetoitsexcellentsea-keepingquality,lesswave-makingresistance，andwiderdeckarea．However,thesmallerwaterlinewilldegradethelongitudinalrestoring-momentwhiletheMunkmomentwillincreaseatthespeedofthesquareofthevelocityoftheship，whichmaypotentiallylea

8、dtoinstabilityoftheship．Usually,inordertoenhancethemotionperformanceapairoffinstabilizersareinstalledontheinsideofthelowerhulls．Therefore，thephysicalconfigurationandthecontroldesignforthefinstabilizersneedfurtherstudiestomeetsomerequire