动力定位系统自适应滤波技术.pdf

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1、第35卷第10期舰船科学技术Vo1．35．NO．102013年l0月SHIPSCIENCEANDTECHN0LOGYOct．．2013动力定位系统自适应滤波技术齐国鹏，俞孟蕻，袁伟(江苏科技大学计算机学院，江苏镇江212003)摘要：与普通船舶相比，耙吸挖泥船变吃水作业动力定位的滤波器设计，不仅需要考虑到模型偏差，还需要考虑到模型的时变性和突变性。本文采用Sage—Husa自适应滤波和强跟踪卡尔曼滤波相结合的改进自适应滤波算法，前者滤波精度高但自适应能力有限，后者应对突变的能力较强但精度有限。由仿真实验可以看出，二者的

2、有机结合很好地解决了耙吸挖泥船变吃水作业动力定位的滤波问题。关键词：耙吸挖泥船；变吃水作业，动力定位；滤波器；改进的自适应滤波算法中图分类号：U615．351．2文献标识码：A文章编号：1672—7649(2013)10—0096—05doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2013．10．022ResearchonadaptivefilteringtechniquesindynamicpositioningsystemsQIGuo—peng，YUMeng-hong，YUANWei(SchoolofC

3、omputer，JiangsuUniversityofScienceandTechnology，Zhenjiang212003，China)Abstract：Comparedwithordinaryships，thefilterdesignontrailingsuctionhopperdredgerSdynamicpositioningsystemunderchangingdraftstate，notonlyneedtoconsiderthemodeldeviation，butalsoneedtoconsiderthe

4、modeloftimevariationandmutation．Inthispaper，improvedadaptivefilteringalgorithm，whichcombinedSage—HusaadaptivefilteringwithstrongtrackingKalmanfiltering，theformerhashighfilteringaccuracybutitsadaptivecapacityisnotsatisfactory．thelatterhasstrongabilitydealingwithm

5、utationsbutitsaccuracyislow．Throughthesimulation，wecanfindthatcomparedthemtogether，thefilterproblemontrailingsuctionhopperdredgerSdynamicpositioningsystemunderchangingdraftstatecouldbesolvedsuccessfully．Keywords：trailingsuctionhopperdredger；changingdraftstate；dy

6、namicpositioning；filter；improvedadaptivefilteringalgorithm二阶波浪力、流、推进器产生的低频运动和一阶0引言波浪力产生的高频运动⋯。和普通船舶相同的是，作为特殊的工程船舶——耙吸挖泥船，在施工耙吸挖泥船的动力定位系统实现的也是首摇控制、的过程中对控制精度的要求较高。传统的做法是依定点控制和轨迹控制，其滤波器同样需要滤除高靠锚泊系统和驾驶员的操作，这种方法费时、费力频干扰信息的影响，估计船舶的低频运动信息并且效率不高。耙吸挖泥船的动力定位系统就是为解进行控制。和普通

7、船舶不同的是，普通船舶在作决这个问题，实现操作的自动化、智能化，提高作业时其吃水不会发生较大变化，而耙吸挖泥船一业效率。般具有8种操作模式，其中自动首向、DT航行、船舶在海平面上的综合运动一般可分为由风、手动操作杆和DP自动4种操作模式下的状态与普收稿日期：2012—10—29；修回Et期：2012—12—12基金项目：江苏省科技支撑计划项目资助(BE2011149)作者简介：齐国鹏(1986一)，男，硕士研究生，从事船舶运动控制技术研究。第10期齐国鹏，等：动力定位系统自适应滤波技术·97·通船舶类似，其吃水可以认为

8、是固定的；在DT疏浚、定点疏浚2种操作模式下，耙吸挖泥船的吃水在不断的增加，作业耙头与海底产生巨大的疏浚力；在DT抛泥操作模式下，耙吸挖泥船的吃水会剧烈下降；在DP首喷操作模式下，耙吸挖泥船的吃水在不断地下降，船首的首喷将对船舶产生巨大的反向作用力，并且方向可能会不断变动。本文将针对变吃水作业状态下的动力定位滤波器设计，提出一些观