多自由度本船操纵运动仿真

马建文++涂兴华+吴小峰张强

摘要：为在航海模拟器中充分体现船舶操纵运动的响应特性，提高模拟逼真度，保证教学效果，对船舶多自由度操纵运动进行建模与仿真研究，其中较为完整地考虑了耦合的纵向、横向、艏向、横摇及纵摇运动.根据MMG建模思想分析船舶耦合的横摇和纵摇运动规律，在常规的三自由度船舶运动方程的基础上，建立多自由度耦合船舶运动方程，并设计相应的数值求解方法.针对一个双桨双舵小型目标本船，根据经验公式并结合实船操纵经验，建立具体的本船操纵运动模型；通过数值仿真定性研究其在各种情况下的操纵运动.仿真得到的运动规律与实船运动规律一致，说明运动方程及本船模型可以较为真实地反映实船运动规律.

关键词： 船舶操纵性； 数值仿真； 航海模拟器

中图分类号： U661； U666.158 文献标志码： A

3结束语

为真实体现船舶在不同操纵情况下的运动响应规律，采用基本的MMG模型，给出多自由度耦合的操纵运动模型，完整计入纵向、横向、艏向、横摇和纵摇5个自由度之间的耦合作用.根据航海模拟器运算特点，给出了简化的数值计算方法.针对一小型高速船，展开仿真研究，仿真结果表明：船舶在加减速、回转等过程中表现出的运动规律，与实船经验运动规律符合得很好，能够真实反映船舶运动响应规律.

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（编辑贾裙平）