船舶動力定位系統(tǒng)非線性估計濾波器的研究.pdf

1、動力定位系統(tǒng)可以使船舶在海上保持一定的位置和方向，具有不受水深的限制、投入和撤離迅速等優(yōu)點并且使船實現(xiàn)精確的機(jī)動。對于許多進(jìn)行海上作業(yè)的船舶來說，動力定位系統(tǒng)都是必要的支持系統(tǒng)。 船舶在海面上的綜合運(yùn)動一般分為由風(fēng)、流、二階波漂力、推力器造成的低頻運(yùn)動和一階波浪力造成的高頻運(yùn)動。由于高頻運(yùn)動僅表現(xiàn)為周期性的振蕩而不會導(dǎo)致平均位置的改變，為了避免不必要的能量浪費(fèi)和推力器的磨損，一般從船舶測得的綜合位置信號分離出低頻信號進(jìn)行控制，因

2、此，濾波在動力定位系統(tǒng)中起著非常重要的作用。 本文以動力定位船舶為研究對象，在合理的假設(shè)條件下，建立并推導(dǎo)出了簡便的動力定位船舶的數(shù)學(xué)模型，并針對二階波浪漂移力和海流等外界慢變的環(huán)境作用力和力矩，建立了環(huán)境力估計模型，并將其與船舶動力定位系統(tǒng)模型相結(jié)合設(shè)計了一種非線性估計濾波器。該估計濾波器既能完成動力定位系統(tǒng)需要的濾波作用，也能夠從附有測量噪聲的輸出中估計得到船舶低頻位置和運(yùn)動速度，以及環(huán)境擾動作用力。 最后，本文以動