船舶拖航仿真研究

【摘要】： 本文以MMG分离式操纵性数学模型为基础,结合拖缆的悬链线数学模型,建立了由拖船、拖缆、被拖船组成的拖航系统的三自由度操纵性方程,并考虑了风、浪、流以及浅水等环境因素对拖航系统的影响。 通过编制计算程序,采用龙格-库塔法对-拖船拖带无自航能力驳船的拖航系统进行了计算。分析了拖缆拉力的影响因素,以及缆长对拖航系统直线稳定性的影响。并考察了拖航系统的回转性,探讨了拖航系统作大幅度机动时的操纵性。通过对拖航过程中拖缆水下部分阻力的计算,讨论了拖缆阻力对拖航系统的影响。 在拖航系统操纵性数学模型的基础上,本文利用Visual C++6.0编制了船舶拖航系统仿真程序。该程序能对拖航系统的操纵运动进行二维的数值模拟,结合PID控制,可实现对拖航系统操纵运动的仿真预报,对于探讨拖航系统的操纵运动规律有一定的帮助,对于拖航过程中的船舶操纵也有一定的指导意义。