船舶动力定位系统原理2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

船舶动力定位系统原理PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 绪论1

1.1 船舶动力定位系统的定义1

1.2 船舶动力定位系统的发展历程1

1.2.1 船舶动力定位系统的由来1

1.2.2 船舶动力定位系统的发展3

1.3 船舶动力定位系统的介绍6

1.3.1 船舶动力定位系统的组成6

1.3.2 船舶动力定位系统的功能8

1.3.3 船舶动力定位系统的工作原理8

1.4 船舶动力定位系统的分级10

1.4.1 船级符号10

1.4.2 设备的配置12

参考文献13

第2章 数学模型15

2.1 船舶运动数学模型15

2.1.1 坐标系及其转换关系15

2.1.2 船舶六自由度数学模型17

2.1.3 船舶平面运动线性数学模型29

2.1.4 风浪中的船舶操纵运动数学模型31

2.2 环境力模型32

2.2.1 环境载荷方向角的定义33

2.2.2 风载荷模型33

2.2.3 流载荷模型36

2.2.4 波浪载荷模型38

参考文献40

第3章 传感器系统及状态估计42

3.1 传感器系统42

3.1.1 常用传感器介绍42

3.1.2 传感器数据预处理与数据融合50

3.2 状态估计原理60

3.2.1 概述60

3.2.2 状态估计的研究现状61

3.3 状态估计中的船舶数学模型63

3.3.1 环境力模型63

3.3.2 低频运动数学模型63

3.3.3 高频运动数学模型63

3.3.4 测量模型64

3.3.5 非线性运动数学模型64

3.3.6 非线性运动模型状态空间形式65

3.4 卡尔曼滤波65

3.4.1 卡尔曼滤波原理66

3.4.2 卡尔曼滤波器设计68

3.5 自适应滤波70

3.5.1 渐消记忆滤波70

3.5.2 H∞鲁棒滤波72

3.6 非线性无源滤波74

3.6.1 数学模型74

3.6.2 状态估计方程75

3.6.3 误差动态特性方程76

3.6.4 增益矩阵77

3.7 仿真实例与结果分析78

3.7.1 仿真实验方案78

3.7.2 仿真结果与分析79

参考文献96

第4章 动力定位控制99

4.1 PID控制算法99

4.1.1 PID控制原理99

4.1.2 数字PID控制算法100

4.2 线性二次型（LQ）最优控制算法102

4.2.1 最优控制原理102

4.2.2 LQ控制器设计104

4.3 反步积分控制算法105

4.3.1 反步积分理论基础105

4.3.2 反步积分控制器设计107

4.4 模糊控制算法110

4.4.1 模糊控制系统的基本结构110

4.4.2 模糊控制器设计111

4.5 变海况下的混合切换控制器设计114

4.5.1 海况等级划分114

4.5.2 混合切换控制系统115

4.6 仿真实例与结果分析118

4.6.1 PID控制器仿真与分析118

4.6.2 LQ控制器仿真与分析120

4.6.3 反步积分控制器仿真与分析123

4.6.4 模糊控制器仿真与分析124

4.6.5 变海况下的混合切换控制器仿真与分析125

参考文献134

第5章 推力优化分配137

5.1 推进器模型137

5.1.1 主推进器138

5.1.2 槽道推进器138

5.1.3 全回转推进器139

5.1.4 吊舱推进器139

5.2 推力损失140

5.2.1 轴向流引起的推力损失140

5.2.2 主推和全回转推进器横向流引起的推力损失141

5.2.3 侧推横向流引起的推力损失141

5.2.4 波浪引起的推力损失142

5.2.5 推进器-船体干扰引起的推力损失142

5.2.6 侧推进口形状、格栅及槽道引起的推力损失143

5.2.7 推进器-推进器之间的干扰引起的推力损失144

5.2.8 降低推力损失的措施145

5.3 推力优化分配模型146

5.3.1 等式约束146

5.3.2 不等式约束148

5.3.3 目标函数150

5.4 推力优化分配问题求解152

5.4.1 广义逆法152

5.4.2 增广拉格朗日乘子法154

5.4.3 线性二次规划法156

5.5 推力分配策略158

5.5.1 快速转向推进器的应用158

5.5.2 偏值161

5.6 仿真实例与结果分析164

5.6.1 常规推进器仿真与分析164

5.6.2 快速转向推进器仿真与分析171

5.6.3 基于二次推力分配的偏值方法仿真与分析175

参考文献180

第6章 动力定位能力分析183

6.1 动力定位能力曲线的描述183

6.2 动力定位能力曲线的计算184

6.2.1 环境载荷计算184

6.2.2 推进器推力分配187

6.2.3 动力定位能力曲线的计算与分析188

参考文献194