气垫船运动参数滤波方法与应用研究

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1、气垫船运动参数滤波方法与应_I{』研究摘要全挚升气挚船是一种以气挚理论为基础的高性能船舶，具有水陆两栖性和高速性等性能特点，在民用、军用方面具有广泛的用途。本文就以全垫升气垫船仿真信号为研究对象，对其进行分析和去噪的研究。本文首先介绍了信号预处理的基本理论，包括功率谱分析和中值滤波与平均滤波结合的复合滤波器设计内容，并且气挚船仿真信号进行Welch功率谱密度分析和复合功率谱预处理。其次，介绍了FIR滤波器的设计方法和优化方法，讨论了FIR滤波器设计的关键和主体思想。提出气挚船信号滤波要求，整定滤波器参数，分别用不同类型FIR滤波器给

2、以实现并对比各种滤波器性能，由Remez滤波器对气垫船两个典型信号进行去噪处理。最后介绍了小波变换和小波去嗓相关理论和实现方法。对小波基函数的选取方法给以介绍和仿真实现，最后对气垫船丽个典型信号进行小波分析和去噪处理。关键词：全垫升气挚船，去噪，FIR滤波器，小波变换ABSTRACTTheAirCushionVehicle(ACV)iSakindofhigh-performancemarinevehiclethatbasedontheoryofaircushion．BecauseACVhaslotsofperformancechar

3、acteristics，suchasamphibiousandhighspeedetc，itwasappliedextensivelyincommercialandmilitaryfields．ThispaperfocusedonthestudyofACV’Ssignalfilteringmethods．Firstofall，thispaperintroducedthesignalpretreatmentmethodandgaveacombinationofmedianfiltermethodandintroducedpowersp

4、ectraldensity(PSD)ThentheWelchPSDisusedtoanalyzetheACV’Ssignalsandthecombinationfilterdoesthepretreatmentwork．Secondly．FIRfilterisintroduced．111ekeytobuildefficientFmiSpointedoUtasthemeanflametooptimizedFIRparameters．BasedontheanalysisofACV’Ssignalstherestrictionsaregi

5、ven．FourkindsofFIRfiltersisdesigned．AndtworepresentativesignalsarefilteredbyRemezfilteEFinally’wavelettransformsandde—noisingmethodisdiscussed．SimulationiSgivenforseveralcommonwavelets．TheDBwavelettransforillSareusedtoanalyzeACV’Ssignalsandde-noisingiSperformed．Keyword

6、s：AirCushionVehicle；de·noising；FIR；wavelettransforms哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献等的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已经证明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签字)：日俅。A期：湖够咖1．1选题背景第1章绪论本文所要研究是全

7、垫升气垫船运动信号的滤波方法。全垫升式气垫船的操纵性很差。在早期的气垫船发展中都是人工操控，主要是依靠驾驶员观察运动参数的变化，直接操作船的执行机构来实现操船，驾驶员的工作量极为繁重，而且控制品质也不好，一旦操纵不当，船就会高速回转与侧滑，处于危险的航行状态，出现了很多埋艏、翻船等事故。如何改善控制品质，减轻驾驶员的操作负担，减少事故和误操作和降低气垫船的操控难度已经成为急需解决的问题。为此本文研究气垫船运动参数滤波方法以准确判断气垫船运动情况从而切实提高气垫船控制品质。本课题针对全垫升气垫船运动信号的特点研究和设计多种去噪模型和方

8、法，实现实时过滤掉全垫升气垫船模型上的噪声以准确执行气挚船安全限界和提高控制性能。由于海洋环境的复杂性和全垫升气垫船复杂运动机理，采样信号特征和低速舰船有很大差异。这些因素给全垫升气垫船参数的特征提取带来了困难，如何有效的从全垫升气垫