基于LQR限宽水域中KVLCC2操纵运动控制研究

在航道宽度受限制的水域中,船舶会受到岸壁效应的影响,横向力与首摇力矩将发生变化,这会对船舶的航行安全产生不利的影响.鉴于此问题,本文应用现代控制理论最优控制LQR方法,对在限制水域中航行的超大型油轮KVLCC2的操纵运动进行控制研究.为便于LQR控制器的设计,采用线性状态空间形式的操纵运动方程,基于数值模拟获取的相应线性水动力系数,计算出使目标函数值最小的增益矩阵K,从而得到满足最优控制规律的时域舵角变化,实现对不同宽度水域中船舶运动的最优控制,并与极点配置控制法作比较,验证LQR控制器的优越性.结果表明,当船岸距离d/L≥1.2时,船舶基本不受岸壁效应的影响,控制幅度极小;当岸壁距离d/L=0.25时,摆舵角度将超过6°,同时船舶前进速度也将下降,下降幅度将超过前进速度的10%,岸壁效应明显.     

大型重载船舶在受限水域操纵中若干问题探讨

大型重载船舶航行在受限水域,不仅缩小了可航水道的宽度,并且富余水深小,浅水效应与岸壁效应明显,增大了操纵难度.此文结合水深、航道宽度等影响因素,阐述了大型重载船舶港内受限水域操纵中,对于船位控制、过弯操纵以及拖轮应急制动等方面的特殊要求,并结合船舶操纵实际,提出在受限水域中的安全操纵要领及注意事项.     

重载船舶安全驶出黄骅港航道应注意的几个问题

黄骅港航道水域属于受限水域,船舶在此种水域中航行时,会发生浅水效应及岸壁效应,重载船舶这种效应更甚。文章根据黄骅港水域的特点,提出了航行于黄骅港航道时应注意的问题及应采取的安全操纵方法。     

船舶受限水域航行安全研究

船舶大型化发展导致其无法避免航行于受限水域,受限水域对船舶安全航行的威胁不容忽视,为提高船舶在受限水域的航行安全,本文将岸壁效应和浅水效应对船舶航行的影响进行了阐述,并提出了相应的应对措施,以期对船舶在受限水域的安全航行有所裨益。     

大型船舶在浅窄水域航行的风险控制

大型船舶的增加使得许多水域相对变浅变窄已成为一种较为普遍的现象. 当船舶从深水开阔水域驶入浅窄水域时,周围水流的分布、水阻力、船速、吃水和操纵性等会发生一系列的变化,如船体下沉、纵倾变化、操纵性能变差、螺旋桨转速下降、舵效降低、回转性能变差等等,大型船舶浅窄水域航行的风险增加.因此船舶进入浅水区域,增强风险意识,熟悉大型船舶的操纵性能及浅窄水域对其的影响,对于安全航行和操纵的风险控制非常重要.     

自然环境对船舶操纵的影响与控制

船舶操作是控制船舶在水中运动的技术,其要求操作者掌握熟练的操作技术,以协调船舶在水域上的运行状态.一般情况下,船舶操纵由专业技术人员完成,主要工作内容是按照船舶的操纵性能和车、舵效应,结合风、流和水域等客观条件,运用船舶推进器、舵、锚、缆、拖船等,以保持或改变船舶运动状态.文章分析了自然环境对船舶操纵的影响与控制.     

浅狭航道中船舶操纵性能的预报仿真

利用深水平面MMG船舶操纵运动数学模型,通过浅水修正和岸壁效应近似建立了船舶在浅狭航道中操纵运动数学模型,针对M ariner船开展了浅狭航道中的操纵运动预报,探讨了直航状态下浅水及岸壁效应对船舶运动轨迹和航向的影响,仿真结果能够为船舶在浅狭航道中的操纵与控制提供参考。     

广州港航道船舶“侧壁效应”现象的危害及预防

<正>0引言多次经人工疏浚的广州港航道,宽度为100~250 m,航道边缘及外侧的水深相差很大,时有变化。对于大型船舶,可航水域宽度受到限制,当船舶因避让或因操纵人员的疏忽而使船位偏离航道中线、过于靠近航道一侧岸壁航行时,往往发生船尾被吸向岸壁、偏离主航道,同时船首向航道中心线快速偏转且操满舵无法克服的"侧壁效应"现象。这种现象会引发船尾触碰航道岸壁,损及车舵,若发生在两船会遇时容易造成两     

基于FDLQR的喷流舵船舶航向横摇控制研究

本文探讨了目标船在随机海浪干扰下的喷流舵减摇控制问题。首先,介绍喷流舵流体动力特性,并通过内插值获取理想线性控制输入。将水面船舶4自由度非线性耦合模型简化为3自由度直航线性模型,并针对单舵舵减摇控制问题,提出基于线性模型的分频线性二次型最优控制方法,构建了航向/横摇综合控制仿真数学模型。最后,在不同工况进行喷流舵控制对比仿真研究。结果表明,喷流舵在航向/横摇控制性能上可以获取更优的效果。设计的分频线性二次型最优控制器具有较强的性能跟踪能力,并兼顾到控制成本。基于该控制方法的喷流舵控制对实际船舶航向横摇控制,尤其在低航速航行时的控制具有重要的参考价值。     

大型船舶自动舵系统精准智能航向控制研究

为保持船舶在指定轨迹上航行,目前使用最为广泛的技术是船舶航向自动舵控制系统。基于航行安全和节约成本的考虑,船舶航行对自动舵的精确度提出了越来越高的要求。目前,通常采用船舶操纵运动模型研究船舶自动舵控制系统。通过分析船舶运动及其受到干扰力作用的情况,建立船舶控制系统数学模型。本文结合PID控制、模糊控制和粒子群算法,分析研究船舶航向自动舵控制系统。