原文传递
基于LabVIEW的船舶三自由度仿真平台运动解算与滤波算法研究
| 论文题名： | 基于LabVIEW的船舶三自由度仿真平台运动解算与滤波算法研究 |
| 关键词： | 三自由度平台;船舶运动;捷联式测量;滤波算法;仿真平台 |
| 摘要： | 船舶在海面上航行时，由于受到海浪、海风和洋流等海洋环境扰动的作用，必然会产生各种摇荡运动。研究船舶摇荡运动有四个基本途径：仿真平台，船模实验，实船实验和理论分析。这四者都有它自己处理问题的方法，但也不是完全孤立的，都有一定的联系。 船舶三自由度仿真平台可由舰船运动数据(模型或实际的)来驱动或者由数值模拟的结果驱动，在实验室内模拟船甲板的纵摇、横摇和升沉运动，有了模拟甲板运动，就必须有对运动进行测量的传感器。由于需要对升沉运动的测量，而且三个自由度运动都是耦合的，故简单用单一方向的角速率陀螺或垂向加速度计是满足不了上述要求的，也获取不到平台运动的真实信息。为此采用国际上广泛使用的捷联式测量系统，得到运动测量信息，经过运动解算软件，实时在线计算出所需要的三个自由度运动的时间历程，并进行滤波处理，提供给预报机进行预报算法的研究。 本文首先研究了捷联式测量系统的测量方法和基于捷联式测量系统的运动解算方法，并给出了解算输出信号和平台驱动信号的对比曲线；其次对船舶运动进行了分析，得出船舶运动数学模型，为Kalman滤波提供了模型依据；再次研究了测量信号的滤波算法，分别采用了Kalman滤波算法和自适应Kalman滤波算法，并给出了两种滤波算法的效果曲线；最后利用LabVIEW开发了数据软件，利用LabVIEW软件和PCI-6251数据采集卡硬件组合进行捷联式测量系统的数据采集，并利用LabVIEW软件的MATLABScript函数调用MATLAB引擎对采集得到的数据进行运动解算和滤波，得到三自由度仿真平台的运动姿态数据，然后通过串口通讯将解算和滤波后的姿态数据传送给预报机，为预报算法提供船舶运动数据。 |
| 作者： | 王显峰 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 赵希人 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
