1、在隨機海面上航行船舶的橫搖會影響船舶的適航性、安全性、船上設(shè)備的正常工作以及乘員的舒適性;對軍艦而言,船舶的劇烈橫搖嚴重影響其戰(zhàn)斗力。長期以來,為抑制船舶的橫搖學界和業(yè)界作出了不懈努力。本文的研究工作是國家科技重大專項(2011ZX05056—003)的一部分,其主要目的即是為實現(xiàn)船舶運動監(jiān)測和有效的船舶橫搖抑制。
　　論文首先綜述船用陀螺減搖裝置設(shè)計和控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。針對實際工程船舶建立其在隨機海浪中的非線性動力學模型。為實

2、現(xiàn)船舶減搖,設(shè)計了陀螺減搖裝置的結(jié)構(gòu)和工作方式并建立其數(shù)學模型。
　　為有效控制陀螺減搖裝置,需要精確測量一般海況下船舶6自由度運動量,采用6個加速度傳感器和3個角速率傳感器,設(shè)計一種測量方法,同時給出在慣性測量領(lǐng)域非常重要的二次積分FIR數(shù)字濾波器設(shè)計方法。通過頻域傳遞函數(shù)和精度函數(shù),研究了此濾波器的一些基本特點,并根據(jù)數(shù)值仿真和實驗做出此濾波器有效性評估。
　　控制律設(shè)計是船舶陀螺減搖的關(guān)鍵。根據(jù)不規(guī)則波浪中陀螺減搖裝置

3、和船舶的聯(lián)合動力學模型,提出變增益控制律控制陀螺減搖裝置進動,以產(chǎn)生期望的控制力矩,達到有效抑制船舶橫搖的目的。以某船為研究對象,研究所設(shè)計的減搖裝置在不同海況下的橫搖抑制效果。仿真結(jié)果表明,所設(shè)計的減搖裝置能有效抑制船舶非線性橫搖。
　　為達到更好的減搖效果,并充分考慮船舶橫搖模型,陀螺減搖裝置自身的強烈非線性以及波浪的隨機性,提出一種基于輸入輸出線性化方法和反步法的L2增益控制器。在控制律中引入陀螺進動恢復(fù)力矩項,將其進動角約