【摘 要】
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为了解决船舶在实际操纵过程中难以及时有效地采取措施以避免与他船或障碍物发生碰撞的问题,本文提出了一种动态显示船舶前航辅助带的方法。首先利用MMG分离建模的思想建立了船舶运动数学模型,运用四阶龙格-库塔法对所建立的船舶运动方程进行求解运算,理论推导出船舶操纵运动过程中船舶重心随时间变化的位置与姿态角表达式;然后运用刚体的平面运动理论,对船舶操纵运动过程中基于船舶重心的船舶各点随时间变化的位置与姿态角
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为了解决船舶在实际操纵过程中难以及时有效地采取措施以避免与他船或障碍物发生碰撞的问题,本文提出了一种动态显示船舶前航辅助带的方法。首先利用MMG分离建模的思想建立了船舶运动数学模型,运用四阶龙格-库塔法对所建立的船舶运动方程进行求解运算,理论推导出船舶操纵运动过程中船舶重心随时间变化的位置与姿态角表达式;然后运用刚体的平面运动理论,对船舶操纵运动过程中基于船舶重心的船舶各点随时间变化的位置与姿态角表达式进行理论推导;最后利用Python程序实现船舶前航辅助带的动态显示,通过旋回实验数据对比验证程序设计的正确性,通过实例应用得出利用船舶外部轮廓形成的动态前航辅助带可以为船舶驾驶员在实际操纵过程中提供有效的帮助,从而进一步提升船舶在海上航行的安全性。完成的主要研究工作如下:（1）建立了船舶运动数学模型,求解了运动方程中船舶所受力和力矩,得出船舶操纵运动过程中船舶重心随时间变化的位置与姿态角表达式。（2）完成了运用刚体的平面运动理论将船舶重心与船舶其他各点的关系进行理论推导,从而得到船舶操纵运动过程中基于船舶重心的船舶各点随时间变化的位置与姿态角表达式。（3）实现了利用Python程序实时显示船舶外部轮廓形成的动态前航辅助带,并通过旋回实验数据对比进行了程序验证,最后将该程序应用到实例中。
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