1. 本选题研究的目的及意义
船舶作为重要的水上交通工具，其航行安全和操控性能一直备受关注。
舵机系统作为船舶转向和保持航向的关键设备，其性能直接影响船舶的操纵性、安全性以及经济性。
传统的船舶舵机系统研究主要依赖于实船实验和经验公式，存在成本高、风险大、周期长等局限性。
2. 本选题国内外研究状况综述
船舶舵机控制虚拟仿真系统是一个涉及船舶工程、控制理论、计算机图形学等多学科交叉的研究领域，近年来得到了国内外学者的广泛关注和研究。
国内研究现状：国内学者在船舶运动模型、舵机系统建模、虚拟仿真环境搭建等方面取得了一定的研究成果。
例如，哈尔滨工程大学、武汉理工大学、上海交通大学等高校在船舶运动数学模型、舵机系统非线性特性、虚拟现实技术应用等方面开展了深入研究，并开发了一些船舶操纵模拟器和虚拟仿真平台。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
1. 主要内容
本课题的主要研究内容包括以下几个方面：
1.船舶舵机系统建模：-研究船舶运动的数学模型，包括船舶的六自由度运动方程、水动力模型、螺旋桨模型等，为仿真系统提供基础的运动学和动力学模型。
-研究舵机系统的数学模型，包括舵角控制模型、舵机液压系统模型、舵叶水动力模型等，用于模拟舵机系统的动态响应特性。
4. 研究的方法与步骤
本课题的研究将采用理论分析、数值计算、仿真实验和结果分析等方法，逐步推进研究工作，具体步骤如下：
1.文献调研与需求分析：收集国内外相关领域的文献资料，系统地学习船舶运动模型、舵机系统建模、虚拟仿真技术、控制算法等方面的理论知识，并进行深入分析和总结。
在此基础上，明确船舶舵机控制虚拟仿真系统的功能需求和性能指标。
2.船舶舵机系统建模：选择合适的船舶运动数学模型和舵机系统数学模型，并根据实际船舶参数进行模型参数的确定和修正。
5. 研究的创新点
本课题致力于开发功能完善、性能可靠的船舶舵机控制虚拟仿真系统，并在以下几个方面力求突破和创新：
1.高精度船舶运动与舵机系统耦合建模：将采用基于CFD方法的船舶水动力计算和基于多体动力学的舵机系统建模方法，实现高精度的船舶运动与舵机系统耦合建模，提高仿真系统的真实感和预测精度。
2.基于虚拟现实技术的沉浸式仿真环境构建：利用Unity3D或UnrealEngine等先进的虚拟现实技术，构建高度沉浸式的三维仿真环境，实现逼真的海洋环境模拟、船舶运动可视化以及人机交互功能，增强用户体验和培训效果。
3.智能化舵机控制算法研究：将探索基于强化学习、深度学习等人工智能技术的智能化舵机控制算法，提高船舶在复杂海况下的操纵性能、安全性和经济性。
6. 计划与进度安排
第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲
第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文
7. 参考文献（20个中文5个英文）
1. 王建国,李文华,王超,等.基于虚拟现实的船舶操纵模拟器数学模型研究[J].船舶工程,2018,40(11):103-107.
2. 郭晨,吴宝山,张海龙,等.基于Vega Prime的船舶航行虚拟仿真环境构建[J].舰船科学技术,2017,39(17):100-104.
3. 邓春生,黄文超,张海龙.基于虚拟现实的船舶操纵模拟器视景系统设计[J].系统仿真学报,2016,28(1):135-141.
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