基于Kalman濾波器的動(dòng)力定位系統(tǒng)非線(xiàn)性控制方法.pdf

1、隨著人們對(duì)海洋資源的不斷探索，一系列海洋工程的建設(shè)對(duì)船舶動(dòng)力定位精度和穩(wěn)定性的要求越來(lái)越高。動(dòng)力定位系統(tǒng)是一種伴隨各種環(huán)境干擾的非線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)在于船舶依靠自身推力抵消環(huán)境中低頻干擾的影響，但不響應(yīng)高頻干擾的影響，由此可見(jiàn)，濾波與狀態(tài)估計(jì)在船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)中顯得尤為重要。本論文重點(diǎn)就在于研究該系統(tǒng)中，高頻測(cè)量噪聲的濾除、船舶位置與速度的估計(jì)等方面，探索最優(yōu)濾波與狀態(tài)估計(jì)方法，從而提高動(dòng)力定位控制精度。主要研究的工作為:

2、r>　　對(duì)復(fù)雜海況下風(fēng)、浪、流等環(huán)境干擾以及船舶模型進(jìn)行建模，用實(shí)船數(shù)據(jù)進(jìn)行Matlab/Simulink仿真，模擬船舶在復(fù)雜海況條件下的運(yùn)動(dòng)形態(tài)，達(dá)到本次課題研究的任務(wù)要求。
　　結(jié)合船舶運(yùn)動(dòng)方程構(gòu)造非線(xiàn)性觀測(cè)器模型，將無(wú)源理論與李雅普諾夫理論結(jié)合以證明其漸近穩(wěn)定與收斂性，并且將其運(yùn)用到構(gòu)造的閉環(huán)動(dòng)力定位系統(tǒng)之中，仿真分析其在濾波與狀態(tài)估計(jì)中的應(yīng)用效果，驗(yàn)證其有效性。
　　構(gòu)造船舶基于Kalman濾波器的控制，同樣將其應(yīng)用

3、于船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)，分析其在濾波與狀態(tài)估計(jì)過(guò)程中的最優(yōu)效果及應(yīng)用形式。然后在Matlab/Simulink下仿真，與上述非線(xiàn)性觀測(cè)器仿真的結(jié)果形成對(duì)比分析，從而探索最優(yōu)的濾波和狀態(tài)估計(jì)方法。
　　最后，基于以上研究，確定一套最優(yōu)濾波與狀態(tài)估計(jì)方法(OFSE)，構(gòu)造基于OFSE的控制，在Matlab/Simulink下進(jìn)行仿真分析，通過(guò)不同海況下環(huán)境噪聲干擾的對(duì)比，驗(yàn)證該方法在提高濾波與狀態(tài)估計(jì)精度方面的有效性，從而最終可以有效地提