專利名稱：一種船舶動力定位卡爾曼濾波方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動力定位控制領(lǐng)域，具體涉及一種船舶動力定位系統(tǒng)中的濾波方法。
背景技術(shù)：
濾波是船舶動力定位系統(tǒng)需要考慮的重要問題。船舶動力定位系統(tǒng)利用狀態(tài)觀測器或濾波器從含有噪聲的位置和艏向測量值中重構(gòu)低頻運(yùn)動部分，其功能在于確保推進(jìn)器系統(tǒng)只對慢變干擾力進(jìn)行抵抗，而將一階波浪力引起的高頻振蕩運(yùn)動排除在反饋控制回路之外，從而降低機(jī)械結(jié)構(gòu)磨損。目前船舶動力定位系統(tǒng)的濾波方法都是認(rèn)為船舶速度和加速度是不可測量的，如船舶非線性無源觀測器、反步觀測器。上述濾波方法可以對測量的船舶位置數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波并能分離出船舶所需要的低頻位置，其中在對船舶速度的估計中，它們是通過對位置進(jìn)行積分運(yùn)算來獲得不可測量的船舶速度。由于這些濾波方法只依靠單一的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行估計，因此在一定程度上限制了濾波器的性能，可見，如果可以利用船舶位置和其它測量數(shù)據(jù)共同對船舶速度進(jìn)行估計，將會一定程度上提高濾波器的性能。隨著深海資源的不斷開發(fā)和發(fā)現(xiàn)，海上作業(yè)對船舶動力定位系統(tǒng)的定位精度要求越來越高，如果濾波器的濾波性能如果能夠得到改善，將會在一定程度上提高動力定位系統(tǒng)的定位精度。目前慣性導(dǎo)航元件的精確性得到了不斷的提高，船舶加速度信息已經(jīng)可以得到精確的測量。如果濾波器可以利用測量的位置和加速度信息對船舶運(yùn)動速度進(jìn)行綜合估計，將會在一定程度上提高動力定位系統(tǒng)的定位性能，因此急需發(fā)明一種能夠利用測量的船舶位置和加速度量去綜合估計船舶低頻位置、速度和加速度的濾波方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種依靠船舶位置和加速度信息去綜合估計位置、速度和加速度的濾波方法。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:本發(fā)明包括如下步驟:(I)測量船舶的位置和加速度，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化到統(tǒng)一的坐標(biāo)系下；(2)建立包含高頻加速度的船舶模型
權(quán)利要求
1.一種船舶動力定位卡爾曼濾波方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)測量船舶的位置和加速度，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化到統(tǒng)一的坐標(biāo)系下； (2)建立包含高頻加速度的船舶模型
全文摘要
本發(fā)明涉及動力定位控制領(lǐng)域，具體涉及一種船舶動力定位系統(tǒng)中的濾波方法。本發(fā)明包括如下步驟(1)測量船舶的位置和加速度，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化到統(tǒng)一的坐標(biāo)系下；(2)建立包含高頻加速度的船舶模型；(3)建立可以對位置、速度、加速度進(jìn)行估計的卡爾曼濾波器；(4)基于測量的船舶位置和加速度，利用卡爾曼濾波器濾掉高頻干擾并得到船舶動力定位系統(tǒng)需要的低頻船舶位置速度和加速度將數(shù)據(jù)發(fā)送給動力定位系統(tǒng)。該方法可以估計出船舶所需要的船舶低頻位置速度和加速度這樣通過對位置和加速度進(jìn)行綜合濾波估計可以獲得更加精確的船舶位置、速度和加速度信息。
文檔編號G01C21/20GK103217160SQ20131014129
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月22日
發(fā)明者林孝工, 謝業(yè)海 申請人:哈爾濱工程大學(xué)