船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)濾波及控位方法研究.pdf

1、由于海洋環(huán)境復(fù)雜多變，船舶在無約束情況下進(jìn)行海上定點(diǎn)作業(yè)非常困難，動(dòng)力定位技術(shù)的出現(xiàn)能夠有效地解決定點(diǎn)控位情況下的船舶安全問題，使海上定位操作船舶能夠具有不受水深限制、快速投入或撤離工作地點(diǎn)的特性，以提高船舶的機(jī)動(dòng)性和精確性。
　　 本文首先將動(dòng)力定位船舶作為研究對(duì)象，基于分離型船舶的建模思想，在合理的假設(shè)條件下，依據(jù)船舶的操縱方程推導(dǎo)出簡(jiǎn)便的動(dòng)力定位船舶三自由度模型，并針對(duì)船舶在定位過程中受到的一階波浪力、二階漂移力以及風(fēng)力和

2、海流等外界的環(huán)境作用力和力矩，建立環(huán)境力模型。此外，在譜分析理論的基礎(chǔ)上，對(duì)變動(dòng)風(fēng)和不規(guī)則波進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真研究。
　　 其次，由于船舶在定位過程中受到外界環(huán)境的影響，測(cè)量系統(tǒng)中混有高頻噪聲，而在實(shí)際定位中，這些信號(hào)是沒有必要控制的，對(duì)其控制反而會(huì)增加推力器的磨損，因而必須把這些高頻分量濾掉。本文結(jié)合船舶特性設(shè)計(jì)了自適應(yīng)線性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)濾波器，對(duì)比研究了幾種自適應(yīng)濾波方法，選擇了最優(yōu)的一種方法進(jìn)行海浪濾波。
　　 再次，船舶

3、的定位控制是本文的另一重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容，采用的控制方法為單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制。研究了單神經(jīng)元控制的基本思想，將神經(jīng)元與傳統(tǒng)PID相結(jié)合，應(yīng)用于船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)，并對(duì)此系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真，在線調(diào)整PID參數(shù)，通過得到的仿真結(jié)果表明此控制器使系統(tǒng)達(dá)到了良好的控制效果，并使其具有較強(qiáng)的抗干擾能力、自適應(yīng)能力和較好的魯棒性。
　　 最后，本文結(jié)合動(dòng)力定位系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，采用單神經(jīng)元PID控制器，通過對(duì)不同海情下加入和未加入白適應(yīng)線性神經(jīng)網(wǎng)