航海模拟器中拖轮顶推作业数学模型的研究.pdf

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1、1分类号UDC密级单位代码1Q15l航海模拟器中拖轮顶推作业数学模型的研究蒲子芳指导教师任俊生职称副教授学位授予单位大连海事大学申请学位级别硕士学科与专业交通信息工程及控制论文完成日期2011年06月论文答辩日期2011年06月26日答辩委员会主席一一I，、，i、、∥、ResearchonMathematicalModelofTugPushingOperationinShiphandlingSimulatorAThesisSubmittedtoDalianMaritimeUniversityInpartialfu

2、lfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringPuZifang(TrafficInformationEngineering&Contr01)ThesisSupervisor：AssociateProfessorRenJunshengJune2011-r。；，，●●-■一，I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，撰写成硕士学位论文．==照连槿拯墨虫擅鳘亟握缝些錾

3、堂搓型的研究二一。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：-二弛’I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检

4、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。不保密口(请在以上方框内打“√")论文作者签名：锄，锄，导师签名：扫§生w-日期：矶：，年』月硝伯lr、事tr～㈠㈠fr重；中文摘要摘要随着我国航运事业的日益繁荣，来港的船舶逐渐

5、大型化、多样化，拖轮协助大型船舶操纵已经成为了十分重要的手段，对拖轮作业过程的研究已成为航海模拟器研究的重要组成部分之一。因此实现拖轮项推作业运动的仿真具有重要的实际意义和理论意义。本文将拖轮作为一个单独本船，通过护舷模型的假设，研究拖轮顶推作业的数学模型。为此，本文做了以下的工作：(1)采用碰撞检测算法，将拖船与被拖船均用多边形表示其外轮廓，然后判断组成拖船轮廓的点是否落在被拖船的多边形内。为提高检测精度采用双向判断，即除了判断组成拖船轮廓的点是否落在被拖船的多边形内，还要判断组成被拖船轮廓的点是否落在拖船的多

6、边形内。若有一个条件满足，就认为两船发生了接触。(2)建立了橡胶护舷反作用力的计算模型。本文将被拖船包围盒作为护舷模型，包围盒轮廓线与被拖船轮廓线的距离为护舷宽度。进行拖船与被拖船碰撞检测时，实际上是与护舷轮廓线进行检测，通过确定拖轮碰撞点到护舷轮廓线的最短距离进而得出护舷反作用力。(3)搭建拖轮顶推作业的测试平台。本文基于VisualCH6．0语言环境开发的测试平台中，对建立拖轮项推作业的模型分两个阶段进行实时仿真测试。第一阶段拖轮与被拖船各自单独运动；第二阶段拖轮顶推被拖船运动，拖轮与被拖船碰撞后，护舷模型开

7、始解算，实现拖轮顶推被拖船运动的仿真测试，结果表明了所建模型的合理性。关键词：航海模拟器；船舶运动数学模型；拖轮顶推作业；碰撞检测算法；护舷英文摘要ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofmarinetransportation,tugassistancehasbecomemoreandmoreimportant．Theresearchoftugoperationhasattractedmuchattentioninthefieldofshiphandlingsimulator．Soit

8、isofimportantpracticalandtheoreticalsignificance．Thispaperaddressesthemathematicalmodelingoftugpushingoperationforshiphandlingsimulator．Themaincontributionsofthisthesisal'esummarizedasfol