文章标题：基于LQR限宽水域中KVLCC2操纵运动控制研究

文章作者：邵闯¹, 马宁^1,2, 顾解忡^1,2
关 键 字：LQR;限宽水域;最优控制
文章摘要：在航道宽度受限制的水域中，船舶会受到岸壁效应的影响，横向力与首摇力矩将发生变化，这会对船舶的航行安全产生不利的影响。鉴于此问题，本文应用现代控制理论最优控制LQR方法，对在限制水域中航行的超大型油轮KVLCC2的操纵运动进行控制研究。为便于LQR控制器的设计，采用线性状态空间形式的操纵运动方程，基于数值模拟获取的相应线性水动力系数，计算出使目标函数值最小的增益矩阵K，从而得到满足最优控制规律的时域舵角变化，实现对不同宽度水域中船舶运动的最优控制，并与极点配置控制法作比较，验证LQR控制器的优越性。结果表明，当船岸距离d/L≥1.2时，船舶基本不受岸壁效应的影响，控制幅度极小；当岸壁距离d/L=0.25时，摆舵角度将超过6°，同时船舶前进速度也将下降，下降幅度将超过前进速度的10%，岸壁效应明显。