船舶舵减纵摇控制方法研究

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1、哈尔滨1．稃人导颂十·学位论文摘要船舶减摇是船舶与海洋工程的重要课题之。从国内外的情况来看，减横摇的技术己R趋成熟著逐步走向完善，而减纵摇的问题还没有碍到很好的解决。如果能够找到有效的减纵摇方法，对于舰载飞机起降、船舶的适居性和航行性等都是卜分有意义的。本文通过对船舶减纵摇方面国内外的相关研究状况的分析，采肄jz型舵作为碱纵摇装胃，首先，基f切片理沦建立了两自由度的船舶纵向运动方程。其次，利朋递推最小二乘法对随机海浪扰动力和扰动力矩进行建模。然后，分别采用经典随机最优控制和扩展随机最优控制对减纵摇的效果进行J了对比研究，包括经典卡尔曼滤波和扩展卡尔曼滤波的分析研究。最后，将j。义预

2、测控制引入到舵减纵摇的研究中，探讨了基于状态空问的广义预测控制算法。通过理论分析和大量的仿真结果表明，对于舵减纵摇，经典的随机最优控制的效果一般，丽扩展随机最优控制和广义预测控制都能取得较为满意的效果。关键词：船舶；舵减纵摇；随机海浪；扩展卡尔曼滤波；扩展随机最优控制状态空问；广义预测控制哈尔滨I：群人学硕十学位论文AbstractStabilizationisoneoftheimportantsubjectsfortheshipandoceanengineeringAccordingtotheresearchsituationbothathomeandabroad，thetech

3、nologyofrollingstabilizationisbecomingriperandmovingtowardperfectionstepbystep．But，theproblemofpitchingstabilizationhasnotgottenverygoodsettlementItissignificantforthegettingupanddroppingoftheship—boardaircraft，habitabilityandseagoingperformanceofshipthataeffectivemethodofanti“pitchingcanbefou

4、nd．Inthispaper，akingof丌rudderisusedastheequipmentofanti—pitchingthroughtheanalysisofrelevantresearchstatebothathomeandabroadFirstly，theshiplongitudinalmotionequationoftwofreedomdegreesonthebasisofthestriptheory．Secondly，theleastsquaremethodbyrecursioniscarriedonmodelingforthedisturbingforceand

5、momentofrandomsea．Thirdly，theclassicstochasticoptimalcontrolandtheextendedstochasticoptimalcontrolarestudiedbycontrastintheeffectofanti—pitching，inaddition，theanalysisfortheclassicKalmanfilteringandtheextendedKalmanfilteringisincluded．Finally，thealgorithmofpredictivecontrolbasedonstatespaceiss

6、tudiedbyintroducingthegeneralizedpredictivecontrolintotheresearchofanti—pitchingforship．Throughthetheoreticalanalysisandalargeamountofsimulationresults．Itcanbeshownthattheclassicstochasticoptimalcontrolisgoodishforrudderanti—pitching，but，theextendedstochasticoptimalcontrolandthegeneralizedpred

7、ictivecontrolcangetcomparativelysatisfiedresultsKeywordsship；rudderanti-pitching；randomsea；extendedKalmanfiltering；extendedstochasticoptimalcontrol；statespace；generalizedpredictivecontrol哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导一F，由作者本人独立