高速三体船纵向运动LQR控制系统设计

摘要

三体船由于具有优秀的高速性、稳定性,已经成为高性能船舶领域的研究热点.三体船的独特船体结构使得其横摇运动较小,但在高海况下高速航行时三体船的纵向运动剧烈,严重影响了船员舒适性.T型翼是一种有效的减摇装置,它提供的升力和力矩可以显著减小海浪对告诉三体船的干扰力和力矩,减小三体船的纵向运动.本文以T型翼为机械减摇转置,首先建立了三体船和T型翼的三维模型,使用AQWA软件求得了三体船的水动力系数并使用Fluent分析了T型翼的水动力特性,建立了带T型翼的三体船纵向运动模型;然后设计了LQR控制器并在MATLAB中对三体船进行了减摇仿真分析.仿真结果表明,运用LQR控制策略设计的运动控制系统使三体船的垂荡减小了27.1％,纵摇减小了53.1％.