減搖鰭隨動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)字化設(shè)計(jì)與試驗(yàn).pdf

1、船舶動(dòng)力定位技術(shù)對長期在海洋中從事定點(diǎn)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(diǎn)。位置濾波估計(jì)是船舶動(dòng)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(jù)?，F(xiàn)在的動(dòng)力定位船舶大多數(shù)使用GPS來進(jìn)行位置測量,但有時(shí)候作業(yè)中的船舶因?yàn)槟承┰驎?huì)暫時(shí)接收不到GPS位置測量信號,造成動(dòng)力定位系統(tǒng)不能正常工作,使船舶偏離設(shè)定點(diǎn)。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(shè)定點(diǎn)附近一段時(shí)間,當(dāng)重新接收到GPS位置測量信號之后,動(dòng)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(jù)船舶的操縱方程推導(dǎo)出了三自由度動(dòng)力定位船舶的數(shù)學(xué)模型,并根據(jù)外界環(huán)境干擾力的隨機(jī)性,給出了外界環(huán)境干擾力的隨機(jī)過程描述。在船舶模型和環(huán)境力模型的基礎(chǔ)上,得到了船舶運(yùn)動(dòng)的綜合運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型。
　　 其次,針對暫時(shí)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(jù)來解決問題的方案,并針對此方案的相關(guān)問題給出了相應(yīng)的對策,即對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
　　 然后,對比幾種非線性濾波技術(shù),選擇了比較新穎的無源非線性濾波技術(shù)和用得比較廣泛的中心差分Kalman濾波技術(shù)進(jìn)行非線性濾波器的設(shè)計(jì)。
　　 最后,在船舶系統(tǒng)仿真器中對所設(shè)計(jì)的非線性濾波器進(jìn)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(jù)的仿真以及有濾波器且處理歷史數(shù)據(jù)的仿真。仿真結(jié)果表明,在最后一種情況下,對船舶實(shí)時(shí)位置估計(jì)