开题报告-全垫升气垫船航向横倾解耦控制

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1、全垫升气垫船航行姿态控制方法研究Studyonattitudecontrolmethodofaircushionvessel指导老师:：汇报人：目录背景与意义Backgroundandsignificance发展与现状Developmentandpresentsituation内容与方法Contentandmethod难点目标时间Difficultiesobjectivesandschedule目录内容与方法Contentandmethod难点目标时间Difficultiesobjectivesan

2、dschedule发展与现状Developmentandpresentstatus背景与意义Backgroundandsignificance背景与意义1全垫升气垫船近几十年来，各种高性能特种船舶陆续面世，全垫升气垫船已经成为世界各国造船界研究的重点。良好的两栖型、快速性和耐波性，使得气垫船在最近几十年日益得到各国的关注。大量的气垫船被用在民用及军事作业中。众所周知，气垫船最典型的控制面为航向控制，而横倾角的改变严重影响气垫船的稳定性；由于空气舵在提供转艏力矩的同时也会产生横倾力矩，改变横倾角，发生

3、横倾现象，更严重时还可能出现侧翻现象。同样艏喷管在提供横倾力矩时也会产生转艏力矩，改变航向，因此，有必要对全垫升气垫船的航向—横倾控制进行研究。目录内容与方法Contentandmethod难点目标时间Difficultiesobjectivesandschedule发展与现状Developmentandpresentstatus背景与意义Backgroundandsignificance2全垫升气垫船发展与现状20世纪50年代，世界各国再次掀起了气垫船的研究与发展热潮。1959年7月英国组建了世界

4、第一艘全垫升气垫船SN-N1号。1978年，美国设计建造的气垫登陆艇(LCAC)诞生，并进行不断的改进升级。20世纪70年代后期，前苏联设计建造世界上最大的气垫船--Zubr气垫船，如今，俄罗斯是世界上拥有气垫船数量最多的国家。国内从20世纪60年代末开始气垫船技术研究，早期711-2型艇在淀山湖进行了大量实艇试验。70年代末建立了气垫技术实验室。80年代初开始海军气垫登陆艇722-1型与722-2型试验艇的研制。90年代成功研制了海军724型舰载小型气垫登陆艇，该型艇服役期满后又进行了延寿改进，性

5、能又有进一步提高。21世纪初又成功研制了与美LCAC同类型的中型气垫登陆艇。国外国国内3气垫船航行姿态控制国外研究现状发展与现状美国学者费恩，运用英国BH-7型气垫船的实艇数据，建立了简单的操纵系统数学模型，通过垫升姿态试验，研究了纵倾运动、横倾运动和转艏运动，并证明了艏向角、侧滑角和横倾角的耦合关系。基于理论分析和验证，Fein又进行了多次实船对比试验，研究环境扰动对气垫船航行的影响。安东尼奥，运用back-stepping理论，设计作用于气垫船的轨迹跟踪自抗扰控制器。试验表明，该控制器不仅可以实

6、现跟踪功能，而且可以克服外力扰动带来的影响。丹尼尔对气垫船垫升系统建模，通过解耦控制器稳定围裙泄流量，解决了气垫船在恶劣海况中的升沉稳定性问题，提高了气垫船的适航性。伊朗的M.M.EI-khatib博士根据模糊控制理论，开发航迹向智能跟踪控制器，使气垫船可以根据预设的航线，完成自动驾驶，安全抵达目的地。日本学者尾鳞一，模拟了冰面航行环境，研究气垫船在光滑固体面的运动状态，证明气垫船在光滑平面航行是可行的。KoichiOSUKA提出了联合控制思想，利用主操纵面和辅助操纵面的协调控制，减小内部参数的互相

7、干扰，试验证明该方法具有很强的适用性。3国内研究现状李根林针对建模中海浪模型难以确定的问题，对兴波阻力进行了重点研究黄勇、匡红波等仿真验证了基于变结构模糊PID控制算法对航迹保持进行控制的可行性，该方法抗干扰能力极强付明玉、王成龙等老师利用back-stepping方法设计协调控制器和BP神经网络的参数自整定PID控制策略，对气垫船水平面航向运动控制效果良好刘振业，哈尔滨工程大学，对全垫升气垫船的航向—横倾运用自抗扰解耦方法进行了研究。改善了全垫升气垫船航向、横倾控制品质，使其航向更加安全。邓宏达，

8、哈尔滨工程大学，全垫升气垫船垫升姿态控制方法研究，在有环境风干扰下，与单一的PID航向控制相比，基于状态反馈的航向—横倾解耦控制算法既可以实现航向的预期控制，而且可以抑制横倾角的剧烈抖动，从而稳定回转率，增强了抗干扰能力，提高气垫船航行安全性。气垫船航行姿态与解耦控制国内研究现状目录难点目标时间Difficultiesobjectivesandschedule发展与现状Developmentandpresentstatus背景与意义Backgroundandsigni