MATLAB实现基于功率谱的航母运动建模与模糊PID着舰控制系统仿真

资 源 简 介

本项目使用MATLAB开发，通过功率谱密度方法构建六自由度航母运动模型，模拟海上随机运动状态。系统分析甲板运动对着舰点影响，并采用三层控制结构实现舰载机模糊PID着舰控制，为舰载机安全着舰提供仿真平台。

详 情 说 明

航母运动建模与舰载机模糊PID着舰控制系统仿真

项目介绍

本项目针对舰载机自动着舰的关键技术难题，开发了一套基于功率谱的航母运动建模与模糊PID控制仿真系统。通过建立精确的航母六自由度运动模型，模拟其在复杂海况下的随机运动，并设计多层智能控制系统，实现对甲板运动的有效补偿，提升舰载机着舰的安全性、精度和鲁棒性。

功能特性

• 航母运动建模：利用功率谱密度方法，生成符合实际海况的航母横摇、纵摇、升沉等六自由度运动。
• 动态着舰点分析：实时计算并跟踪由于甲板运动引起的理想着舰点位置变化。
• 多层控制架构：

- 内层：舰载机自动飞行控制系统 - 中层：进场功率补偿系统 - 外层：甲板运动补偿器

• 智能控制器：采用模糊PID控制策略，根据系统状态实时在线调整控制器参数。
• 全系统仿真验证：集成航母、舰载机、环境与控制模型，进行完整的着舰过程仿真与性能评估。

使用方法

1. 配置参数：在相应脚本或配置文件中设置海况、航母、舰载机、环境及初始条件等参数。
2. 运行仿真：执行主仿真程序，启动航母运动建模与舰载机着舰控制闭环仿真。
3. 结果分析：仿真结束后，系统将输出航母运动状态、着舰点轨迹、控制效果及性能指标等结果，可通过绘图与数据文件进行详细分析。

系统要求

• 操作系统：Windows、Linux 或 macOS
• 软件环境：MATLAB (推荐 R2018a 或更高版本)
• 必要工具箱：Signal Processing Toolbox, Fuzzy Logic Toolbox, Control System Toolbox（若使用相关功能）

文件说明

主程序文件集成了项目的核心仿真流程。其主要功能包括：初始化仿真环境与模型参数；调用航母运动生成模块，基于功率谱密度计算六自由度运动；运行动态着舰点追踪算法；执行包含模糊PID控制器的多层控制系统仿真循环；实时解算舰载机着舰轨迹与姿态；最后进行数据收集、性能评估与结果可视化输出。