欠驅(qū)動水面船舶的鎮(zhèn)定控制研究的開題報告

欠驅(qū)動水面船舶的鎮(zhèn)定控制研究的開題報告一、選題背景隨著人民生活水平的提高和海洋經(jīng)濟的發(fā)展，水面船舶在經(jīng)濟、軍事、科學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，但是水面船舶的動力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)相對于空氣動力學(xué)系統(tǒng)要復(fù)雜得多，水線長度和船寬比也較大，因而水面船舶的運動穩(wěn)定性和鎮(zhèn)定控制問題一直是研究的熱點問題。傳統(tǒng)水面船舶的控制系統(tǒng)中通常采用了PID等傳統(tǒng)控制算法，但是由于水面船舶受到環(huán)境因素的影響較大，因此傳統(tǒng)的控制方法表現(xiàn)并不理想，無法滿足現(xiàn)代水面船舶系統(tǒng)越來越多的需求。目前，欠驅(qū)動水面船舶成為研究的熱點，其運動控制問題更是備受關(guān)注。二、選題意義對于欠驅(qū)動水面船舶的鎮(zhèn)定控制問題的研究不僅可以增進人們對水面船舶動力學(xué)和控制系統(tǒng)的認(rèn)識，而且可以提高現(xiàn)代水面船舶的運動穩(wěn)定性和控制精度，從而使水面船舶具備更好的應(yīng)用性能和經(jīng)濟性。三、研究目標(biāo)和內(nèi)容（一）研究目標(biāo)本論文旨在深入研究欠驅(qū)動水面船舶的鎮(zhèn)定控制問題，對于欠驅(qū)動水面船舶的斜向運動、側(cè)移運動、滾動、橫搖等運動穩(wěn)定性問題進行系統(tǒng)性研究，提高其穩(wěn)定性和控制精度。（二）研究內(nèi)容本論文將針對欠驅(qū)動水面船舶的鎮(zhèn)定控制問題，進行以下研究內(nèi)容：1、對欠驅(qū)動水面船舶的動力學(xué)模型和水動力模型進行分析，建立相應(yīng)的控制系統(tǒng)模型；2、對欠驅(qū)動水面船舶的運動穩(wěn)定性問題進行分析和探討，研究其滾動、橫搖、側(cè)移等運動和力學(xué)特性；3、設(shè)計基于模型預(yù)測控制（MPC）算法的鎮(zhèn)定控制系統(tǒng)，并進行仿真實驗驗證；4、結(jié)合實際，設(shè)計鎮(zhèn)定控制器實現(xiàn)對欠驅(qū)動水面船舶的理論控制，并對其控制精度進行檢驗。四、論文結(jié)構(gòu)1、緒論介紹本論文選擇該問題的背景和研究意義；2、欠驅(qū)動水面船舶的動力學(xué)模型和水動力模型分析欠驅(qū)動水面船舶的動力學(xué)模型和水動力模型，分析其運動特性和力學(xué)特性；3、欠驅(qū)動水面船舶的運動穩(wěn)定性問題分析欠驅(qū)動水面船舶在運動中的鎮(zhèn)定問題，分析其滾動、橫搖、側(cè)移等運動和力學(xué)特性；4、基于模型預(yù)測控制的欠驅(qū)動水面船舶鎮(zhèn)定控制系統(tǒng)設(shè)計設(shè)計基于模型預(yù)測控制（MPC）算法的鎮(zhèn)定控制系統(tǒng)，并進行仿真實驗驗證；5、欠驅(qū)動水面船舶鎮(zhèn)定控制器設(shè)計及驗證結(jié)合實際，設(shè)計鎮(zhèn)定控制器實現(xiàn)對欠驅(qū)動水面船舶的理論控制，并對其控制精度進行檢驗；6、總結(jié)與展望總結(jié)本論文的研究成果，展望未來欠驅(qū)動水面船舶鎮(zhèn)定控制問題的研究方向和發(fā)展趨勢。五、預(yù)期成果1、深入探究欠驅(qū)動水面船舶的運動穩(wěn)定性問題，研究其滾動、橫搖、側(cè)移等運動和力學(xué)特性，提高欠驅(qū)動水面船舶的運動穩(wěn)定性；2、基于模型預(yù)測控制算法設(shè)計欠驅(qū)動水面船舶的鎮(zhèn)定控制系統(tǒng)，并進行仿真實驗驗證；