Nguyen和Sorensen提出了关于定位系泊辅助推进的开关控制策略。取决于环境和操作条件,监督控制被用于促进自动切换航向、阻尼、恢复和平均定位系泊系统控制力。
本项研究研究的船舶为驳船,这意味着这艘船不配备推进器,其位置控制操作通过使用由四根系缆组成的定位系泊系统完成。系泊张力的测量通过连接在盆壁和每个绞车系统上的测压元件测量。安装在船上的四个绞车通过收放系缆来控制张力。PID控制器策略应用于评估所提出的想法和控制系统的效率,特别的是,
所有的结果均由在水池中的实验而来。
2、问题陈述与建模
2。1 船舶运动学
浮船通常被认为是低频和波频模型。波频模型认为运动取决于一阶波干扰,低频模型则主要考虑二阶均值、波浪、水流、风力的影响。但在定位系泊系统中,波频运动的影响非常微小以至于可以忽略。浮船的在波浪、摇摆、偏航下的三个自由度低频运动可以用公式表示为:
其中代表船在地球固定坐标系中的位置(x,y)和航向角度ψ;代表在船身固定坐标系中船体运动摇摆和偏航率。航向的旋转矩阵R(ψ)描述了运动的运动学方程式:那是:
考虑到水流的影响,相对速度矢量被定义为:水流分量由计算。
其中和是指水流的速度和方向。
是包括附加质量的低频惯性矩阵,和是反对称的科里奥利刚体和附加质量的向心力矩阵。是阻尼矢量,是相对速度的函数。
由浮力和引力引起的受升降、转动和倾斜运动影响在水平方向可被忽略。在定位系泊应用中,假设船舶速度小,可被忽略,假定为常数。和分别是二阶扰动、风、系泊和推进器向量。
2。2 多缆绳系泊系统来:自[优E尔L论W文W网www.youerw.com +QQ752018766-
系缆一端通过绞车连接在船上,另一端通过锚固定在海底。缆绳通常受三种类型的激励:大振幅低频运动、中振幅波频运动和小振幅高频涡激振动。定位系泊系统简化了低频运动的影响,因此广义的系缆力模型为:
其中,是指附加阻尼,指由于系泊系统引起的固地恢复力,固地恢复力是由所有系缆产生的张力的总和,它的表达式为: