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船体变形角的数学建模及其测量方法研究
| 论文题名： | 船体变形角的数学建模及其测量方法研究 |
| 关键词： | 船体变形角;数学模型;光纤陀螺;卡尔曼滤波技术;多位置姿态测量法;陀螺漂移 |
| 摘要： | 本文提出了一种新的船体变形角测量方法,这种方法是通过处理安装在舰船上的光纤陀螺角速率信号,应用卡尔曼滤波技术估计补偿陀螺漂移,进而完成对船体变形角的测量。本文提出了静态变形角和动态变形角数学模型,并且通过理论仿真和海上试验验证了该模型在测量船体变形角过程中的有效性。本文的主要内容分为以下几个方面: 首先,介绍了多位置姿态测量法的测量原理,包括测量过程中用到的捷联惯导解算原理;然后介绍概率及数理统计的相关名词定义和具体算法,并且应用概率及数理统计的方法可以从某舰船海上试验数据中得到陀螺漂移数学模型和船体变形角数学模型; 其次,介绍卡尔曼滤波方法的原理及方程。结合陀螺漂移数学模型和船体变形角数学模型,建立适合于估计船体变形角的卡尔曼滤波方程,实现对陀螺漂移的补偿和对船体变形角的测量。在此基础上进行系统仿真,通过仿真结果验证本文所设计的测量方法在理论上可行的。在仿真过程中,针对陀螺漂移和船体变形角数学模型参数进行深入探讨,从而确定这些参数对于测量系统的影响。 最后,用本文所设计的方法对两艘不同型号的舰船进行船体变形角测量。对于第一艘舰船,通过分析对比海上航行、海上锚泊和海上漂泊三种运行状态下的船体变形角测量结果来确定其影响;对于第二艘舰船,则着重分析火炮射击时产生的振动对于船体变形角的影响。 论文的最后将对论文撰写过程中出现的问题进行全面的总结。 |
| 作者： | 陈晓光 |
| 专业： | 导航、制导与控制 |
| 导师： | 孙枫 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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