船舶舵机建模与航迹控制系统设计【毕业论文】

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1、本科毕业设计船舶舵机建模与航迹控制系统设计28摘要海洋运输有着悠久的历史，与国家的发展有着密切的关系。随着航运业的发展，海上交通密度不断增大，航行安全日益受到威胁。对船舶航行的安全性和经济性要求越来越高，对航向、航迹的控制精度要求也不断提高，对自动舵的要求也日益提高。在我国船舶上广泛运用的PID自动舵，其具有航向控制功能。对于长时间航行来说，对航迹控制十分必要，不但可以减少船员劳动强度，而且增加安全性。船舶操纵运动数学模型的准确性直接影响着航迹控制系统的精度。因此需要对船舶进行必要的建模。利用MMG建模思

2、想建立了船舶四自由度分离数学模型。风、流、浪对船舶航行会产生直接影响，因此在分析了船舶航行的数学模型的基础上，对风、流、浪的干扰也进行了建模。并且基于谱分析理论对变动风和不规则波进行了仿真研究。针对液压舵机系统，以某种液压舵机为对象，介绍了舵机系统各部分的工作原理和运动方程及舵机系统的控制方法。航迹控制是本文的主要研究的内容，因此重点分析了航迹控制的基本原理、航迹控制方案、航迹计算。在船舶转向阶段，通过转向角的大小得到转向起转距离，待船舶运行到起转距离后，再采用直接模糊-PID和间接模糊PID-控制器转入

3、下一航路段。这些都为设计航迹控制器做好理论准备。针对间接法和直接法，采用开关切换型模糊—PID算法设计了航迹控制器。关键词：自动舵；航迹控制；PID控制器；液压舵机28AbstractMaritimetransport，initslonghistory，hasacloserelationshipwiththenation’sdevelopment.Withtheincreasinginmaritimetransportandtrafficdensity，sailingsecurityisthreatene

4、d.Therequestofsecurityandeconomyofnavigationisbecominghigher.Therequirementofcoursecontrolandtrack-keepingcontrolisgettinghigher.Therequirementfortheautopilotgetsgreaterandgreater.Inourcountry，shipmountthePIDautopilotbroadly，whichhascoursecontrolfunction.

5、Buttrackcontrolisnecessaryasfaraslongtimenavigationisconcerned，foritcancutdowntheworkingintensityofseamen,improvethesecurity.Ashipdynamicalmodelisproposedinthedissertation.TheWindcurrentandsea、wavedisturbancescanProducestronginfluenceonshipsailing.Therefo

6、re，thewind，currentandseawavedisturbancesaremodeledalso.Establishthefour-freedommathematicalmodelofshipbasedonMMGandenvironmentalinterferenceforces(windwaveflow)model.Basedonspectralanalysis,simulatethechangingwindandirregularwave.TobethemainexecutivepartH

7、ydraulicSteeringGearSystem，describedthecalculationmethodoftherudderforceandtorqueindetailintheinterferenceoftheshipandpropeller.Considereachpartofsteeringgearandthecontrolmethodofsystem，undertheconditions,establishthedynamicmathematicalmodelofaparticularm

8、odelforhydraulicsteeringgearsystem.Trackcontrolisthekeyinthedissertation.So，westudythebasalprinciple，trackcontroltypes，trackarithmetic.Inshipsteeringphase,byturningAngleofsizegetturnedupturndistance.whenthedistanceb