減搖鰭隨動系統(tǒng)的數(shù)字化設計與試驗.pdf

1、船舶動力定位技術對長期在海洋中從事定點作業(yè)的船舶來說是必不可少的支持系統(tǒng),它可以保持船舶的位置和艏向,使船舶具有航跡跟蹤等功能,具有不受水深限制等優(yōu)點。位置濾波估計是船舶動力定位系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié),它的正常工作需要以位置測量信號作為依據?，F(xiàn)在的動力定位船舶大多數(shù)使用GPS來進行位置測量,但有時候作業(yè)中的船舶因為某些原因會暫時接收不到GPS位置測量信號,造成動力定位系統(tǒng)不能正常工作,使船舶偏離設定點。為了使船舶在GPS位置測量信號丟失后仍然

2、可以保持船舶在設定點附近一段時間,當重新接收到GPS位置測量信號之后,動力定位系統(tǒng)又可以正常工作,本文提出了以下的解決方案:
　　 首先,基于分離型船舶建模思想,根據船舶的操縱方程推導出了三自由度動力定位船舶的數(shù)學模型,并根據外界環(huán)境干擾力的隨機性,給出了外界環(huán)境干擾力的隨機過程描述。在船舶模型和環(huán)境力模型的基礎上,得到了船舶運動的綜合運動數(shù)學模型。
　　 其次,針對暫時接收不到GPS位置測量信號,提出了使用濾波器和歷史

3、數(shù)據來解決問題的方案,并針對此方案的相關問題給出了相應的對策,即對歷史數(shù)據進行處理。
　　 然后,對比幾種非線性濾波技術,選擇了比較新穎的無源非線性濾波技術和用得比較廣泛的中心差分Kalman濾波技術進行非線性濾波器的設計。
　　 最后,在船舶系統(tǒng)仿真器中對所設計的非線性濾波器進行了正常工作仿真、無濾波器仿真、有濾波器不處理歷史數(shù)據的仿真以及有濾波器且處理歷史數(shù)據的仿真。仿真結果表明,在最后一種情況下,對船舶實時位置估計