大型双桨双舵船舶操纵运动建模与虚拟仿真

【摘要】随着集装箱船的大型化、快速化,出现了以航行的安全性、经济性和环保性为目标的双桨双舵大型集装箱船。本课题旨在研究并实现一个大型双桨双舵船舶操纵运动的虚拟仿真系统。本文应用虚拟现实技术,构建马士基TripleE级集装箱船舶运动虚拟场景及其三维实体模型,利用Vega作为三维驱动平台,基于MFC框架,建立了双桨双舵船舶运动虚拟仿真系统。首先,基于MMG建模机理,忽略两桨间的干扰作用,考虑风、浪、流的干扰力和力矩的影响,以Matlab/Simulik为软件平台,建立常速域大洋航行工况下的马士基Triple级集装箱船舶三自由度运动的数学模型,利用Matlab的RTW工具箱和Matlab引擎接口实现与VisualC++之间的数据交换。然后,根据三维模型构建的技术指标和建模原则,确定建模方案,建立双桨双舵船舶操纵运动虚拟仿真场景所需要的虚拟场景和三维实体模型。本文的三维实体模型包括船舶、舵轮和桨舵局部模型,虚拟场景有船舶运动场景、舵轮场景、仪表场景和桨舵动作场景,分别详细的介绍了模型的构建和虚拟场景的配置过程。设计并构建虚拟仿真系统,是本文的核心。本文所建立的虚拟仿真系统不仅完成了场景切换、环境切换以及视角切换的功能,还可以实现航向控制、旋回试验、Z型试验以及操舵控制四种操纵运动虚拟场景的切换。依据功能实现需求,详细阐述了系统的实现流程,将虚拟仿真系统分为数字仿真和可视化仿真两部分,并且就其中的关键技术作了说明。
【作者】焉丽飞；
【导师】郭晨；刘雨；
【作者基本信息】大连海事大学，控制工程，2014，硕士
【关键词】双桨双舵船舶；船舶运动数学模型；虚拟现实；Vega；

【参考文献】
[1]冯宗恒.漏电断路器的选型及安装设计应注意的问题[J].电气工程应用.1988(01)
[2]李佳.面向虚拟演练的模糊综合评价技术研究与应用[D].广东工业大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[3]马丽艳.基于变分方法的图像分割和图像恢复研究[D].北京交通大学,2013.
[4]饶颖.上市公司股票期权激励与盈余管理关系的实证研究[D].江西财经大学,会计学,2013,硕士.
[5]李玉涛,荣朝和.交通规划与融资机制的演变——美国高速公路百年史回顾[J].地理研究,2012,05:922-930.
[6]汪佼.宜宾市新型农村社会养老保险问题研究[D].西南大学,政治经济学,2013,硕士.
[7]李文娟.教师教育衔接的理论与机制研究[D].曲阜师范大学,高等教育学,2013,硕士.
[8]李美荣,李国富.浅析中英问候语文化差异(英文)[J].海外英语,2014,08:192-193.
[9]费浩伟.耐高温长时段石油勘探用计时器的设计与研究[D].长安大学,机械工程（专业学位）,2014,硕士.
[10]刘云.基于Business Analyst Online的商业网点选址分析[D].华东师范大学,地图学与地理信息系统,2013,硕士.
[11]苏建忠.基于粒化思想求解大规模网络最大流的研究[D].安徽大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[12]崔超1,徐美进1,王玉珏2,任红杰1,毛禹丰1.图C7∪C2k的序列标号研究[J].辽宁工业大学学报(自然科学版),2015,01:.
[13]张越.张之洞与清末法制改革[D].青岛大学,法律史,2013,硕士.
[14]陈聪.电液伺服系统特性分析与滑模变结构控制器设计[D].太原科技大学,控制理论与控制工程,2014,硕士.
[15]王曼玲.超支化聚合物改性聚丙烯腈纤维稳定金纳米粒子的制备及其异相催化[D].天津大学,2013.
[16]王旭.越南阮朝宗庙制度研究[D].广西民族大学,专门史,2013,硕士.
[17]张洁.山田詠美的后现代主义文学[D].山东大学,日语语言文学,2013,硕士.
[18]鲁琛,屈稳太,杨祥龙,王春龙,曹泓,贾生尧.桃园中无线传感网络通信协议改进设计[J].农业机械学报,2014,07:260-266.
[19]高赛.烟草专卖管理与控制体系信息系统的设计与实现[D].山东大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[20]李晨琳.半无限大体广义电磁热弹扩散问题的动态响应[D].兰州理工大学,固体力学,2014,硕士.
[21]徐创学,张心,康爱军.基于人工神经网络数据挖掘技术进行煤灰结渣特性分析[J].热力发电,2004,06:27-30+87.
[22]杨凤玲.压力性尿失禁针灸取穴规律初探[D].北京中医药大学,针灸推拿学,2013,硕士.
[23]蔡超波.DVB-H调谐芯片中有源低通滤波器的设计[D].杭州电子科技大学,电路与系统,2013,硕士.
[24]刘晓宇.利用生物有机肥在西藏日喀则地区栽植杂交构树研究[D].西北大学,微生物学,2013,硕士.
[25]李海波.基于石墨烯及其复合物电极的电容去离子技术研究[D].华东师范大学,2012.
[26]张明亮.PIV技术在水垫塘模型水流流动中的应用研究[D].西安理工大学,环境工程,2004,硕士.
[27]梁倩.纳米银原位合成法在口腔树脂材料中的应用初探[D].南京大学,口腔临床医学,2013,硕士.
[28]蒋建国,王涛,齐美彬,安红新.基于ViBe的车流量统计算法[J].电子测量与仪器学报,2012,06:558-563.
[29]蒋中海.复合土钉支护变形灰色预估研究及数值分析[D].中南林业科技大学,结构工程,2014,硕士.
[30]林磊.可变喷嘴涡轮增压器（VNT）与柴油机的匹配及其控制的研究[D].北京交通大学,2010.
[31]夏娟.食饵种群具有常数投放的Beddington-DeAngelis型捕食模型的定性分析[D].华中师范大学,应用数学,2013,硕士.
[32]丁奇.具有特殊微纳米结构的硫化镍、硒化镍的控制合成及电化学性能研究[D].郑州大学,2013.
[33]廖敏.长沙市城区小学生亲子沟通现状调查研究[D].湖南师范大学,教育（专业学位）,2014,硕士.
[34]张兴旺.可调向悬移顶梁液压支架的研究[D].河北工程大学,机械设计及理论,2012,硕士.
[35]王双昭.保证人地位理论研究[D].河北经贸大学,刑法学,2014,硕士.
[36]张西云.L物流公司发展战略研究[D].云南大学,工商管理,2012,硕士.
[37]叶飞跃.基于自适应哈希链的分布式频繁模式挖掘算法[J].系统工程与电子技术,2005,03:560-564.
[38]周继.可持续发展框架下我国企业绩效分析[D].辽宁大学,会计学,2012,硕士.
[39]张继成.旅游企业的质量管理[J].质量与可靠性.1999(03)
[40]周丽.FDI对江苏省自主创新的技术溢出效应研究[D].南京财经大学,金融学,2012,硕士.
[41]白翠霞.数码体视显微镜图像融合技术研究[D].宁波大学,电子与通信工程（专业学位）,2013,硕士.
[42]肖平.JPM-1型质子旋进磁力仪模拟电路的设计与实现[D].吉林大学,电路与系统,2014,硕士.
[43]金鑫.安全困境视角下的李明博政府对朝政策研究[D].辽宁大学,外交学,2012,硕士.
[44]孙康宁.目的论视角下的美国校园英语励志演讲的汉译研究[D].武汉理工大学,英语语言文学,2013,硕士.
[45]钱钟鲁.美国发动机密封件生产近况[J].车用发动机.1981(03)
[46]尧德中,阮颖铮,周熙襄.Hartley变换法弹性波逆时偏移[J].石油地球物理勘探,1994,01:19-22+126.
[47]王伟.我国开展股指期货交易的探讨[D].江西财经大学,金融学,2004,硕士.
[48]高伟.斜风作用下大跨度桥梁颤振导数研究[D].西南交通大学,桥梁与隧道工程,2013,硕士.
[49]杨文荣.功能化石墨烯在生物医学研究中的应用[J].云南民族大学学报(自然科学版),2011,05:327-332.
[50]谢中,邱玉辉.面向商务网站有效性的数据挖掘方法[A].中国计算机学会数据库专业委员会.第十八届全国数据库学术会议论文集（技术报告篇）[C].中国计算机学会数据库专业委员会:,2001:4.