封培元 刘 义 范佘明

（中国船舶及海洋工程设计研究院 上海200011）

0 引 言

横向补给是海上补给的主要方式，对提高船舶的远洋生存能力具有重要意义。在横向补给时，通过跨接于两船之间的补给装备进行物资补给，该方式可补给的物种品种多，快速、高效，船舶之间的对接和脱离比较容易，可在较高的航速下作业。补给船与接收船保持同向、同速以一定横向间距并行航行，是横向补给作业对船体运动姿态的基本要求。

船舶运动控制系统是保持或改变船舶运动状态的重要手段，补给时重点关注的是两船能否保持期望的横向距离。过大的横向距离可能导致通过高架索传送的货物浸入海水中，过小的横向距离则可能产生船舶碰撞事故。实际补给过程中，补给船保持直航，接收船需要完成靠近、并行和离开等复杂操控运动。

船舶操纵运动控制系统属于欠驱动控制，只能通过螺旋桨、舵控制纵荡和转首方向运动，而横荡方向的运动控制须通过螺旋桨和舵间接控制。这使该系统具有强耦合性和高度非线性特征，是复杂的多输入多输出系统。在控制过程中，海洋环境的干扰以及补给任务的复杂性增加了舰船运动控制中的不确定性。复杂海况下的波浪、流、风等环境干扰作用于船体会产生慢漂力，造成舰船的偏航。这无疑增加了接收船的轨迹跟踪控制难度。此外，船舶的动力学特性会随着船舶参数的变化而变化，如质量、重心位置和吃水等，这些参数与船舶搭载的有效载荷大小、布放位置以及登船人员等因素密切相关。……