船舶运动与受扰Kalman估计精度的统计分析

考察船舶水动力参数在标称值附近按均匀分布发生随机变化时,船舶纵向运动姿态及受扰Kalman估计的统计性能.针对某船,在5级海情,18节航速及45度航向常规工况下,当船舶水动力系数按均匀分布发生士10%、±20%随机变化时,给出船舶姿态及受扰Kalman估计精度的概率建模方法及应用.仿真结果表明,当水动力系数出现摄动时,估计精度服从对数正态分布,平均估计精度与未出现摄动时相比无显著变化.     

多维非线性时间序列的投影寻踪学习逼近

建立了多维非线性时间序列投影踪学习网络结构及算法，证明了投影寻踪学习网络可以以任意精度逼近多维非线性时间序列。解决了基于投影寻学习的多维非线性时间序列的建模和预测问题，实际应用例子表明该算法可行。     

三轴测量装置正交及增益误差修正算法研究

三轴角度传感器的轴间正交误差及增益偏差很难通过提高制造工艺得以消除,而这些误差及偏差极大地限制了角度传感器的精度."三轴角度测量装置轴间正交误差及增益偏差修正算法"提出了一种可以同时修正测量轴轴间正交误差及轴间增益偏差的方法,实现了测量系到等增益正交系的变换.为此,构造并求解了关于参数最优估计的五元三次方程,并对该算法的收敛性及噪声对变换精度的影响进行了评估.     

双三轴正交测量系配准误差建模与校正研究

捷联式电子罗盘是一种利用地球磁场测量方向的系统,它是一个双三轴传感器测量系统.随着应用领域的拓宽和技术的发展,对罗盘的精度要求越来越高,在现罗盘硬件确定的条件下,要提高罗盘的精度,就要对两个传感器进行配准.通过采用坐标转换原理进行配准误差建模,用常用于地球物理学的反演算法,对误差进行估计和修正,最终实现罗盘传感器的配准标定.实验仿真表明,该法能明显的提高罗盘的精度.     

船舶航迹建模及预报的一种新方法

本文提出一种航迹建模及预报的新方法——分解建模预报法。通过对船舶航行实测定位数据的计算,预报精度比直线推算法有明显提高。     

利用航向舵减横摇控制研究

介绍利用航向舵减横摇的基本原理，建立船舶横向运动的系统模型及测量模型，基于有理谱理论，利用最小二乘法建立船舶受扰力及力矩的成形滤波器及状态方程，利用卡尔曼滤波对扩展系统状态进行最优估计，以二次型性能为指标构造随机最优控制律。在典型航行工况下进行了系统仿真，仿真结果表明，该方法可取得明显的减摇效果，其中减横摇效果可达70％以上，减艏摇效果可达50％以上。因此该方法具有一定的实用价值。     

船舶横向运动LQG控制鲁棒性统计分析

首先介绍船舶横向运动多变量LQG控制与开环系统均值、均方差计算方法,提出应用两种系统均方差相对值这一统计指标评价系统减摇控制的鲁棒性。详细讨论了当船舶水动力系数在标称值附近独立地按均匀分布发生随机变化时,相对均方差的概率分布模型。并针对某船,在5级海情,18节航速、45度航向工况下,当船舶水动力系数独立地按均匀分布发生±10%、±20%、±30%随机变化时,进行了仿真计算。仿真结果表明,当水动力系数出现摄动时,LQG横向控制相对均方差指标服从正态分布,且与无参数摄动时相比,均值无明显变化。利用文中的方法和结果,可以计算船舶横向LQG控制在一定概率意义下的减摇效果。     

关于海浪的有理谱建模及其仿真方法

本文研究了有理谱的性质,在此基础上,利用最小二乘法对海浪进行了有理谱建模并构造出成形滤波器.向Mikio等人的结果相比,其结果是简单的,并且是可应用的。     

三自由度运动仿真平台设计及应用

详细介绍了船舶三自由度运动仿真平台的控制原理及硬件和软件的工程实现，硬件由运动平台和电控系统构成，电控系统是双闭环反馈控制系统，执行机构是伺服电机，输入信号由计算机中控制软件给出，编制不同的控制软件，平台可以仿真实船不同的运动历程，最后介绍了平台在船舶运动预报中的应用。     

船舶纵向运动控制模型的建立及仿真

针对船舶在海上运动的情况,提出了一种水动力模型的建立方法.依据切片理论建立了不同浪向下船舶纵向运动的水动力模型.基于船模水池实验,在分析442 t水面舰艇典型海况下水动力系数的基础上,通过仿真研究,推导出一种实时在线的船舶纵向运动控制模型;给出了计算实例并进行了误差均值和误差方差的可信度检验,置信度95%.该模型可实时在线地计算出船舶在任何航向、航速及海情下与频率无关的船舶纵向运动水动力系数,从而得到实时在线船舶纵向运动控制模型.所建立的水动力模型拟合均方差的相对值在0.4%～13.9%,平均拟合均方差的相对值为6.6%.通过MATLAB仿真计算证明:该模型完全能控、完全能观和渐进稳定.