不完全驱动船舶直线航迹控制系统的研究与设计

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浙江工业大学 硕士学位论文 不完全驱动船舶直线航迹控制系统的研究与设计 姓名：李长喜 申请学位级别：硕士 专业：控制理论与控制工程 指导教师：俞立 座机电话号码 浙江工业大学硕士学位论文 不完全驱动船舶直线航迹控制系统的研究与设计 摘 要 随着航运业的发展，港口日趋繁忙，对各种船舶操纵性能的要求日益提高；而对于如 海洋石油开采、地质勘探等动力定位船舶，对航向、航迹的控制精度要求则更高；现有的 船舶控制系统以航向控制或间接航迹控制系统为主，其控制性能和结构都有待进一步的提 高。因此，综合考虑船舶控制系统的各种特点设计性能稳定、控制精度高的船舶控制系统 已成为当今世界上主要航运国家的一个重要研究课题。 本文在查阅大量文献的基础上，针对船舶航迹控制的不完全驱动特性及船舶运动控制 自身具有的非线性特点，研究设计了船舶直线航迹控制器。本文的主要研究内容和取得结 果如下： l、介绍了国内外船舶控制系统的研究现状，分析了船舶6自由度运动的方程具有的 不完全驱动特性。 2、建立了船舶直线航迹跟踪控制系统3自由度的非线性数学模型，为航迹控制器的 设计打下了基础。 制器，，克服了艏摇角速度不能为零的局限，解决了传统船舶控制系统频繁动舵的问题，有 效地实现了船舶的直线航迹跟踪。 4、基于ARM嵌入式系统的硬件架构，引入GPS导航系统测量船舶的实时船位信息， 设计数字式船舶自动操舵仪；控制器设计为随动、航向和航迹多种控制模式共存的实现方 式，增加了船舶控制系统的安全冗余。 5、最后，对本文进行了总结，并提出了一些进一步研究的问题。 浙江工业大学硕士学位论文 ANDDESIGN RESEARCH

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