[發明專利]航海模擬器用船舶六自由度運動數學模型的建立方法

無效

• 申請號: 200910219961.0
• 申請日: 2009-11-16
• 公開（公告）號: CN101707016A
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 張秀鳳;金一丞;尹勇;任鴻翔;張顯庫;劉秀文;任俊生;孫霄峰;谷偉;張新宇;李志華;張百安;馬烈
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: G09B9/06
• 分類號: G09B9/06
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李猛

1.一種航海模擬器用船舶六自由度運動數學模型的建立方法，通過操作與實船控制設備外形、功能一致的硬件操作設備和設置環境信息，將其產生的信號傳輸給船舶運動數學模型，并對微分方程進行求解，實時獲得船舶六自由度運動的響應，實現航海模擬器中人在回路中的交互，其特征在于：在大地坐標系和隨船運動坐標系下，采用MMG分離建模的思想建立船舶六自由度運動方程，將不規則波看成是有限個規則波疊加的線性理論，并將船體近似為箱型船，計算得到不規則波中裸船體的波浪力(力矩)，將其作為船體受到的外力，疊加到船舶六自由度運動方程的右側，然后采用四階龍格-庫塔數值積分的算法進行微分方程組的求解，得到船舶在不規則波中六自由度運動的響應。

2.如權利要求1所述的航海模擬器用船舶六自由度運動數學模型的建立方法，其特征在于，規則波中船舶受到的波浪力(力矩)計算時，將船體近似簡化成箱型船，在船體表面上對動壓力梯度進行積分，得到與船體主尺度、遭遇頻率、波幅以及浪向角有關的波浪力(力矩)表達式，該波浪力(力矩)與波幅和遭遇頻率的三角函數成正比。

3.如權利要求1所述的航海模擬器用船舶六自由度運動數學模型的建立方法，其特征在于，不規則波中裸船體受到的波浪力(力矩)計算時，將波浪譜按頻率均勻離散，得到不同頻率下波浪的有義波高、周期，然后，分別計算不同頻率下船體受到的規則波浪力(力矩)，再將得到的所有頻率下波浪力(力矩)疊加，即得到不規則波作用下的裸船體受到力(力矩)。

4.如權利要求1所述的航海模擬器用船舶六自由度運動數學模型的建立方法，其特征在于，求解船舶運動微分方程組時，將所計算得到的不規則波中裸船體的波浪力(力矩)作為船體受到的外力，疊加到船舶六自由度的方程的右側，然后采用四階龍格-庫塔數值積分的算法進行微分方程組的求解，得到船舶在不規則波中六自由度運動的響應。