气垫船进坞控制策略方法研究

发布时间：2020-11-22 07:25

　　 气垫船是一种利用高压空气在船只底部和水面之间建立起空气垫的交通运输工具,又称作表面效应船。受气垫船航程所限,多数情况下需在坞载舰的协同配合下执行长航程的任务。因此,气垫船进坞过程控制是气垫船控制中非常重要的一部分。目前主要是由驾驶人员手动操控气垫船进坞,因人为操作误差和外作用力的影响,极易导致气垫船在进坞过程中与坞载舰产生碰撞导致事故发生。为了提高其进坞过程的准确性和安全性,论文基于灰色预测等理论设计出了自动控制气垫船进入坞载舰的航行过程控制器。论文在对气垫船的航行环境特点和操控特性分析的基础上,结合理论研究与仿真实验,提出气垫船进坞航行过程控制策略方法。该方法主要分为两个部分:一是基于灰色理论对坞载舰的航迹进行预测;二是设计出气垫船航行过程控制器;论文以气垫船的航行控制为研究对象,对其进坞的整个过程做了分析和研究。具体工作内容如下:首先,在设立参考坐标系的基础上完成了气垫船数学模型的建立与仿真。其次,基于灰色理论建立了坞载舰的航迹预测模型,并进行了仿真验证,并以此模型的输出作为气垫船进坞航行过程控制器的输入。最后,设计出了主要包括航迹跟踪模块和航速控制模块的气垫船进坞航行过程控制器,并对整个进坞航行控制策略进行了阐述与仿真验证。论文对设计的气垫船进坞过程控制策略的工作过程进行了详细的介绍与仿真,验证了气垫船进坞控制策略方法的可行性。
【学位单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U664.82;U674.943
【部分图文】：

图 1.1 英国 格里芬 8000TD 气垫船俄罗斯由前苏联继承而来强大的军事力量，拥有目前世界上最为庞大的气垫艇力量。在气垫船的研制方面，从上世纪 60 年开始，发展极为迅猛。为在适应亚大陆较小海域如黑海、波罗的海等地的作战需求，上世纪 80 年代末，金刚石局研制开发出最新野牛号大型气垫船，也是当今世界上吨位最大的气垫船。其 台大型燃气轮机作为动力装置，2 台提供垫升风力源，3 台带动 3 空气螺旋桨作行动力源。野牛号气垫船运载能力强大（运载力可达 150 吨）、操控性能好。其以来，引起了世界各种的注意，目前不仅装备本国军队，而且许多国家包括中内也有引进。

图 1.1 英国 格里芬 8000TD 气垫船俄罗斯由前苏联继承而来强大的军事力量，拥有目前世界上最为庞大的气力量。在气垫船的研制方面，从上世纪 60 年开始，发展极为迅猛。为在适大陆较小海域如黑海、波罗的海等地的作战需求，上世纪 80 年代末，金刚研制开发出最新野牛号大型气垫船，也是当今世界上吨位最大的气垫船。大型燃气轮机作为动力装置，2 台提供垫升风力源，3 台带动 3 空气螺旋桨动力源。野牛号气垫船运载能力强大（运载力可达 150 吨）、操控性能好。来，引起了世界各种的注意，目前不仅装备本国军队，而且许多国家包括也有引进。

图 1.3 美国 LCAC 型气垫登陆船气垫船在军事应用方面早已从初期单一的抢滩登陆运输发展到如今依托气载体进行反水雷、反潜的实战应用，并在此基础上进一步拓展其应用范围。气历经了几十余年的发展进化后，其整体性能包括运行时的费效比就目前来讲已一个相对成熟的时期。随着科技的进步、技术的发展、理论的完善、工艺的提新材料的研发，相信在不久的将来，气垫船在最大载荷、航程、速度、推重比波性和操控性方面都可能有进一步的跨越。我国从上世纪 50 年代末开始，着眼于军民两用的目的开始对空气垫的技术系统理论和应用层面的研究，同时进行气垫船的雏形开发。几十年以来，在空技术应用方面，历经理论研究、仿真实验、样件试制和实验验证等过程发展，本掌握了气垫船的研发、制造技术，随即进入型号研制阶段。上世纪 60 年代，708 所研发了 4 吨级别的小型气垫船，垫升方式其为全垫由沪东造船厂制造出了两艘试验艇，为 711 型 1 号和 2 号船，由此拉开了我国垫船方面的研究、发展和建造的序幕。后续制造的 711 型 3 号船，经在湖水、沼泽、滩涂等不同的地域实验时，取得了许多宝贵的实验数据，所有这些数据
【参考文献】

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本文编号：2894338