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船舶航向控制系统交互式平台设计研究开题报告

 2020-02-10 11:02  

1. 研究目的与意义(文献综述)

1研究背景

伴随着各国学者对船舶运动模型的研究以及计算机和仿真技术的发展,各国开始在教学培训中应用航海模拟器。20世纪80年代初,大连海事大学从挪威引进雷达和轮机模拟器,开启了我国航海模拟器教学培训的先河。航海模拟器以其较好的仿真性能以及与实物相比较低的价格开始在我国航海院校广泛使用。2006年,大连海事大学研制成功的高品质航海模拟器及开发平台通过了交通部的鉴定,又通过国际著名船级社dnv(挪威船级社)所提出的a级航海模拟器性能指标认证,标志我国航海模拟器研究和使用总体上达到国际先进水平,打破了少数发达国家对高端航海模拟器市场的垄断,极大的提高我国在应用航海模拟器进行航海教学培训、开展科学研究领域的国际地位。

但是由于受到技术和设备的制约,不管是国产还是非国产的航海模拟器都存在一些问题。比如船舶模型的操纵性能仿真性不足:图像仿真性不足;仿真的灵活性不够;系统稳定性不够;设计标准不统一等,这是航海模拟器本身的不足。还有一些非航海模拟器本身的原因,但是也严重制约和影响了航海模拟器的使用和推广,如航海模拟器的计算机系统及仿真设备机构复杂、成本昂贵、维修费用大,同时还有专用计算机软件程序使用方面的限制。

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2. 研究的基本内容与方案

1基本内容及目标

设计基于matlab gui平台的船舶航向控制系统交互式平台,采用模块化和可视化设计理论,让使用者能够快速设定、修改船舶运动模型、性能指标和控制器参数等,使得航向运动控制系统的控制器设计更加灵活、快捷。同时,建立统一规范的设计步骤和数据保存机制,以及采用合理的数据可视化方法,让使用者更为便捷地保存,比对结果。图1为仿真平台功能结构图。

2技术方案

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3. 研究计划与安排

第1-2周(2019.2.18-3.3):对现有的船舶航行运动数学模型进行归类和分析,明确航向控制的机理,完成国内外研究现状的分析,撰写开题报告;

第3-4周(2019.3.4-3.17):理清船舶运动模型中的数据的种类和特征,确定数据的存储模式,共享模式,设计数据接口,分析和提出数据的可视化需求;

第5-7周(2019.3.18-4.7): 理清船舶航向控制系统的设计思路和业务逻辑,进行模块式设计,基于matlab gui完成平台的界面功能设计;

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4. 参考文献(12篇以上)

davidson k s m, schiff l .turning and course keepingqualities of ships[j].1946

野本谦作.船舶操纵性和控制及其在船舶设计中的应用[m].无锡:中国船舶科学研究中心,1982

abkowitz m a. lectures on hydrodynamics-steering andmanoeuvrability[r].1964

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