基于CAN总线的舵鳍联合减摇控制研究
发布时间：2021-07-20 01:57
在经济全球化与智能船舶快速发展的背景下,远洋船舶运输在国际贸易中占据的比例越来越高。另外,通信技术是研究与开发智能船舶的关键技术之一,因此通信系统的性能将直接影响着整个船舶控制系统的性能。为了提高海上运输的效率,保障船员与货物的安全,为增强船舶横摇稳定性,本文基于CAN总线进行了舵鳍联合减摇控制的相关研究。以工程应用为基础,设计了基于闭环增益成形算法的减摇鳍控制器与舵鳍联合减摇控制器。通过李雅普诺夫稳定性理论进行控制器的稳定性分析,通过数字仿真试验验证了控制器的有效性。结果表明,基于闭环增益成形算法的减摇控制器设计过程简单,控制器参数物理意义明确、减摇效果良好,具有十分良好的工程应用潜力。通过设计CAN总线的硬件电路结构与应用层通信协议,给出了基于CAN总线的舵鳍联合减摇的系统结构,并通过物理试验进行通信网络的验证,结果表明所设计的网络通信系统满足控制系统对通信的实时性与稳定性的要求,有较高的工程应用价值。本文主要工作有以下几点:（1）采用李雅普诺夫稳定性理论对基于闭环增益成形算法的减摇控制器进行了稳定性分析并给出了减摇鳍控制系统稳定的充要条件。（2）将自动舵与减摇鳍结合起来,进行了舵...
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．３技术路线图??Ｆｉｇ．?１．３?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｒｏａｄｍａｐ??
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本文编号：3291887
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．３技术路线图??Ｆｉｇ．?１．３?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｒｏａｄｍａｐ??
?大连海事大学专业学位硕士学位论文???标原点，沿船体中线指向船艏方向为轴方向，由原点指向船体右舷为Ｙ轴方向，由原??点指向船舶龙骨为Ｚ轴方向；右侧为惯性坐标系，Ｘ。轴方向为正北方向，ｒ。轴方向为正??东方向。??运＇＇力??Ｖ?（横漂）?＋?ＶＶ?（起伏）?々??ｚ?Ｇ－?？）〇??图２．?２船舶运动坐标系??Ｆｉｇ．?２．２?Ｔｈｅ?ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ?ｓｙｓｔｅｍ?ｏｆ?ｓｈｉｐ?ｍｏｔｉｏｎ??根据文献［４７］可得船舶舵鳍联合系统非线性数学模型。??Ｕ?＝?ｌ（ｍｆ?＋?ｍ；?）ｖｃｒ?＋?（ｍｆ?＋?ｍ；?）ｖｒｒ?＋?Ｘ＾１?／?Ｌ?＋?＾；ｒｖＶ２?／?Ｌ?＋?＾；ｆ＋?Ｌ?■?Ｘｙ?＋??２［（１?－ｔｐ）ｐｎ２ＤＡｒｋＴ（Ｊｐ）ＦＷ?ｓｉｎ＾?＋?ＸＷＴＳＤ?＋?Ｘ＾．ＡＶｌ：］／（ｐＬｚｄ）｝／（ｍ，?＋?ｍ，ｘ）??ｉ＞?＝?｛－（ｍ’?＋?ｗ：?）ｚ，ｔｒ?－?（ｗ’?＋?）ｙｒｒ?＋?ｒ?？?｝；’ｖｒ?／?Ｌ?＋?Ｋ．?ｙ／ｒ?＋?Ｘ二ｖｒ?卜、｜?／?Ｌ?＋?Ｋ二ｖｒ?卜｜?＋?Ｌ?■?＾??２［（１?＋?ａＨ?）Ｆｎ?ｃｏｓＳ－ｐＶ２ＡＨＣＬａａ?ｃｏｓｙ？，－?－?７ＷＩＮＤ?－?ＸＷＡＶＥ］?／?（ｐｌｓｄ）｝?／?（ｗ，?＋?ｍ；）??Ｐ?＝、２｛－Ｋｐｐ－Ｋｐｐｐ＼ｐ＼－Ｗ．ＧＭ?．ｑ＞?＋?Ｗ．ＧＭ?中、２Ｖ、ｐＬ４ｄ、－??ｚ；?？?（Ｆ?？?＞＞ｒ?／１２?＋?Ｆ?？?ｒｖ?Ｌ?＋?ｒ＞ｒ?｜ｖｒＩ?／ｚ．２?＋?ｒｖｒ?｜；－｜／ｚ．?＋?ｒ；，－｜ｒ｜）?＋?（２．１７）??，２［（１?－?ａＨ?）ｚｈＦｓ?ｃｏｓ＾－ｐＶ２Ａ，ＣＬａａｌｆ?＋Ｋ＾ｌｓＤ＋
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