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船舶操纵系统建模与仿真

孙畅  
【摘要】: 随着电子技术、信息技术及计算机技术的飞速发展,计算机仿真技术已广泛应用于电力、核能、石油、化工、交通、航海、航天、航空等各个领域,而且还推广应用到了社会、经济、生物等许多非工程领域以及国民经济各部门。船舶仿真训练器是计算机仿真技术在航海领域的典型应用,目前已成为培训、考核广大船员的重要手段。本文所做船舶操纵系统仿真就是用于培训船舶驾驶人员的驾驶台仿真训练器的一部分。 本课题主要是对船舶操纵系统进行建模及仿真,研究船舶对操舵的动态响应。船舶操纵系统模型分为液压舵机系统模型和船舶运动动力学模型两个部分。液压舵机系统部分的模型主要用于实现对舵机的模拟操纵,并对液压系统进行监控;船舶运动部分的模型主要用于模拟船舶在操舵后的运行状况,并加入了风和水流对船舶扰动的影响。 船舶操纵系统的仿真程序是在通用的Windows操作系统的开发平台上,在可视化的Microsoft Visual C++ 6.0的编译环境下编制的。Microsoft Visual C++是符合现代软件工程思想的面向对象的开发语言,编程人员可以灵活的定制对象的属性和方法,这样就能根据需要设计相应对象。同时,Visual C++还提供了较强的程序调试和跟踪能力,便于编程和调试。 船舶操纵系统仿真程序实现了对船舶的模拟操纵,并对舵机状况和船舶运动状态进行了显示,同时还加入了GPS定位系统,实时显示出船舶的当前所在位置。


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