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原文传递动力定位船海浪滤波方法研究

论文题名：	动力定位船海浪滤波方法研究
关键词：	船舶运动;动力定位;非线性滤波器;海浪滤波;PID控制
摘要：	随着当今国际社会经济的日益发展，各国间都在加强对资源的占有，面对浩瀚的海洋，人们不在望洋兴叹，而是加紧对海洋的开发利用，从陆地上对资源的开发转变为在海洋中的竞赛，南海问题等社会关注问题日益加剧都是源于科学技术不够先进不能立即对其开发利用而引发一系列国际问题。动力定位技术是人类进行海洋开发利用的敲门砖，如果不能让船舶稳定定位航行在深海中，怎么能够进一步的开发海洋资源，动力定位技术目前发展火热，亟待解决的关键技术之一就是怎样能够在复杂的海洋环境，风，浪，流扰动的情况下稳定。滤波器作为船舶动力定位的关键技术之一也至关重要，使滤波器的精度和自适应性提高都是需要研究的重要问题。　　首先本文针对船舶运动三自由度运动模型，环境力模型，高频运动模型和测量模型进行介绍，为后面滤波器设计做准备。然后设计一种常见的非线性滤波器，证明其稳定性，并且根据前面建立的船舶模型进行仿真，验证滤波器的效果；在这种滤波器的设计中发现不足并经行改进设计出在原有基础上精度更高的带有增广矩阵的非线性滤波器，在同样的船舶模型下仿真验证了这种滤波器的效果。　　其次，为了解决观测器的自适应性，无法适应时变的海况，设计了海浪主导频率估计器，使观测器在不知道海浪主导频率信息时，能够估计出主导频率，然后根据估计出的主导频率对参数做出相应的调整，使非线性观测器能够自动适应不同的高频模型，增强了滤波器的自适应性。　　最后，海浪滤波器需要在控制器下实际应用来验证滤波效果。单独考虑滤波器不够具有实际意义，本文最终将所设计的海浪滤波结合经典PID控制，滑模控制完成定点定位控制仿真，实际检验滤波器是否能够结合控制器完成定点定位的动力定位船定位需求。
作者：	孟羽泽
专业：	控制科学与工程
导师：	夏国清
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文