三峽過閘船舶操縱運動仿真及航跡控制研究.pdf

1、三峽船閘是長江航道最重要的水利設施之一，是連接上下游水路運輸?shù)闹匾ǖ?，過閘貨運量逐年穩(wěn)步提升。2011年，三峽船閘的過閘貨運量就已經(jīng)提前達到并超過設計指標，為長江沿岸經(jīng)濟的發(fā)展起到重要的推動作用。為促進三峽航運的持續(xù)平穩(wěn)發(fā)展，進一步提高能過能力，推動經(jīng)濟發(fā)展，需確保三峽船閘上下游航道安全暢通，使過閘船舶能夠安全、快速過閘。但閘區(qū)水域的待閘船舶數(shù)量多，航道相對較窄，特別是三峽船閘的引航道寬度更為淺窄和彎曲，導致船舶操縱更加困難，對進出閘

2、船舶的航行安全及過閘效率均具有較大影響。為確保三峽船閘閘區(qū)水域安全暢通，本文通過對過閘船舶操縱運動進行模擬仿真，提出一種進出閘船舶航跡控制方法，提高過閘船舶操縱控制能力，保證三峽船閘高效運行，并進一步提升船閘的通過能力。
　　本文基于 MMG分離型模型的思想，考慮淺水效應、岸壁效應以及風、流等力和力矩的干擾，建立了內(nèi)河雙槳雙舵船舶三自由度操縱運動數(shù)學模型，分析了作用于船體、螺旋槳和舵上的力和力矩，建立了淺水效應的水動力導數(shù)修正模型

3、、岸壁效應力和力矩的計算模型，以及定常風、均勻流干擾力數(shù)學模型，編寫程序對船舶在靜水中的回轉運動和 Z形運動進行了數(shù)值模擬及驗證，并分別對船舶在淺水效應、岸壁效應以及風、流干擾下的操縱運動進行數(shù)值模擬。
　　在上述工作的基礎上，通過在傳統(tǒng) PID控制器中引入遺傳算法，用以整定PID控制器的參數(shù)，設計了遺傳算法PID控制器，同時為了改善遺傳算法容易陷入早熟的缺陷，對遺傳算法進行改進，引入自適應遺傳算法，設計了一種基于自適應遺傳算法的