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原文传递舰船瞬时线运动测量技术研究

论文题名：	舰船瞬时线运动测量技术研究
关键词：	舰船;瞬时线运动;测量信息;惯性导航;滤波延迟
摘要：	舰船的瞬时线运动测量信息，包括舰船的升沉、纵荡和横荡信息。本文的研究课题即舰船瞬时线运动测量技术，旨在提出一种切实可行的测量方案。本文的测量方案依托于惯性导航设备输出的信息，对输出的角速率和加速度等测量信息进行实时的解算、滤波，从而实时的输出舰船的瞬时运动信息。　　由于需要利用惯性导航设备的输出数据进行解算，故先要对导航设备进行初始对准，常用的一种对准方法是罗经对准法，在舰船对准过程中，由于惯性导航设备和电磁计程仪测速点的差异会给初始对准引入外杆臂误差，为消除外杆臂效应的影响，论文进行了细致研究，给出了具体图示的演示，推导出外杆臂效应影响下的计程仪的速度误差具体公式，并提出了误差补偿方案。　　测量舰船的瞬时线运动的一项重要工具是数字滤波器，本文针对舰船运动数据的滤波方案进行了详细的分析，给出了常用有限冲击响应滤波器和无限冲击响应滤波器的数学原理和具体的设计步骤，通过分析舰船干扰信息和综合比较，最终选定高通数字滤波器对采集的数据进行滤波处理。解算的数据经过滤波器后，输出数据会产生延迟现象，本文利用自适应神经网络模糊控制系统对于非线性问题的处理能力，对滤波后的数据进行拟合估计，预测出后短时间内的数据走势，将数据提前一段给定的时间，从而达到消除滤波延迟的效果。　　本文利用舰船的运动模型输出的数据进行仿真分析，对模拟数据进行解算、滤波，得到瞬时运动测量信息；利用江试的实验数据，进行离线解算分析，得到了船舶在水面上的升沉位移，并针对在滤波过程中出现的延迟现象，利用ANFSI对其进行补偿，取得了理想结果；利用实验室的自产罗经，设计实验模拟舰船在海中的运动，着重对舰船的升沉运动进行分析、解算，并设置PHINS进行同步实验，最终本方案的输出结果在测量精度、实时性等指标上与PHINS相当。
作者：	李明宇
专业：	导航、制导与控制
导师：	陈广
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文