船舶横遥运动及减摇鳍控制系统的仿真研究.pdf

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1、分类号UDC密级单位代码!Q151船舶横摇运动及减摇鳍控制系统的仿真研究江同洋指导教师郭晨职称学位授予单位大连海事大学教授、申请学位级别工学硕士学科(专业)控制理论与控制工程‘论文完成日期2011年6月答辩日期2011年7月答辩委员会主席，，。Ll、、。t～1I}l，，●—●／嘲SimulationResearchonShipRollingMotionandFinStabilizingControlSystemAthesisSubmittedtoDalianMaritimeUniversityInpart

2、ialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringbyJiangTongyang(ControlTheoryandControlEngineering)ThesisSupervisor：ProfessorGuoChenJune2011“馥。·f、●1，；1大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：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／硕士学位论文==监窟自毯鳖运麴区遗遥鳋控剑丕

3、统的笾真婴塞：。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。学位论文作者签名：』b嫜学位论文版权使用授权书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

4、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》(中国学术期刊(光盘版)电子杂志社)、《中国学位论文全文数据库》(中国科学技术信息研究所)等数据库中，并以电子出版物形式出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于：保密口在——年解密后适用本授权书。不保密曰(请在以上方框内打“4’’)论文作者躲Mq咔导师签名．坛日期：加lf年．7月厂日檀●■I

5、，，，。●1一】．1气t中文摘要摘要船舶减摇鳍作为一种成熟而有效的减摇

6、装置已被越来越广泛地应用于各类型的船舶上。减摇鳍在提高船舶耐波性、保证设备的正常运行和乘员的舒适性、提高船舶的适航性等方面发挥了重要的作用。本文以船舶减摇鳍控制系统为研究对象，对在不同海况下船舶的横摇运动及减摇鳍控制算法做了深入的仿真研究。本文根据随机波浪理论，从波能谱的角度，分析了随机波浪的构成，利用等间隔法构造了船舶横摇运动仿真中需要的波倾角模型，并根据实际船舶型宽和吃水深度进行了修正，建立了随机海浪的仿真模型并在Matlab中进行了仿真。通过对船舶横摇运动受力分析，根据船舶横摇运动的特点，建立了船舶

7、线性横摇运动的数学模型，结合大连海事大学教学实习船“育鲲"号实际参数，建立了其在不同航速下的横摇运动模型，并对“育鲲”号在不同海况下的横摇运动进行了仿真研究，给出了船舶开环横摇曲线。讨论了船舶减摇鳍减摇原理及其控制系统的构成，分析了减摇鳍各环节的数学模型，并对船舶减摇鳍PID控制进行了仿真研究，仿真结果表明PID控制器在特定海况下的减摇效果基本上是令人满意的。针对船舶装载条件的复杂性及海洋环境的不确定性，本文结合模糊控制和PID控制的优点，设计了船舶减摇鳍模糊积分混合控制器，在不同海况下进行了仿真研究，结

8、果表明其减摇效果是令人满意的。本文利用模糊控制的特点，设计了可在线整定参数的船舶减摇鳍模糊自整定PID控制器，实现了在不同海况下能在线整定PID的参数，达到优化控制效果的目的，在Simulink中仿真验证了其有效性。本文利用神经网络自适应特点，设计了船舶减摇鳍单神经元控制器，并在不同海况下进行了仿真研究，仿真结果表明，减摇鳍单神经元控制器可以适应不同的海况，且减摇效果是比较理想的。‘-r■、1，●●皇毛t‘弋中文摘要关键词：海浪仿真；船舶横摇运动；船舶减摇鳍；PID控制；模糊控制；单神经元控制，●】lAB

9、STRACTAsakindofmatureandeffectiveshipstabilizer,finstabilizershavebeenapplied0nVanousshipsmorewidely．FinstabilizersplayallimportantroleinimprovingshipSeake印ingquality，ensuringequipmentsinnormalworkingconditions，mal(