半无限长浅窄航道中船舶变速航行的有限元计算

在流体力学的基础上建立了船舶进入半无限长浅窄航道的数学模型 .由于船在狭航道中航行 ,研究的水的运动是一个变边界问题 ,采用浅水模型 ,半连船非惯性坐标系来计算变边界问题 ,让网格的变化来适应船的移动 ,开边界处使用辐射边界条件 .本文从非守恒型动量方程、二维浅水波动方程、连续性方程出发 ,采用有限元法计算船舶进入狭航道的水动力学过程 ;还研究了船和水体的相互作用 ,描述了自由水面波动、船底部的压力等重要物理量在船行驶过程中的变化规律 .给出了船进入狭航道时的水面波高图。

基于改进视线法的欠驱动无人艇路径跟踪

针对水面无人艇执行高机动性任务时速度随时可能改变,从而影响控制精度,如目标包围、目标检测。本文提出基于自适应双曲正切视线法控制系统,通过自适应参数减小水面无人艇纵向速度改变对视线法的影响,采用tanh函数修正期望艏向曲线平缓度。仿真结果表明:虽然基于自适应双曲正切视线法和视线法均能在恒定速度和曲率变化范围内很好的收敛,但是在速度和曲率的范围会发生变化的情况下,基于自适应双曲正切视线法依旧能够保持良好的控制精度,视线法精度受损较大,其中速度震荡时间,横侧偏差超调明显变大。通过外场试验证明了基于自适应双曲正切视线法在随机环境干扰下,基于自适应双曲正切视线法具有较好的鲁棒性,且其能够在高速航行的情况下仍然具备较好跟踪精度。