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1、第35卷第10期艦船科學(xué)技術(shù)Vo1．35．NO．102013年l0月SHIPSCIENCEANDTECHN0LOGYOct．．2013動(dòng)力定位系統(tǒng)自適應(yīng)濾波技術(shù)齊國(guó)鵬，俞孟蕻，袁偉(江蘇科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江212003)摘要：與普通船舶相比，耙吸挖泥船變吃水作業(yè)動(dòng)力定位的濾波器設(shè)計(jì)，不僅需要考慮到模型偏差，還需要考慮到模型的時(shí)變性和突變性。本文采用Sage—Husa自適應(yīng)濾波和強(qiáng)跟蹤卡爾曼濾波相結(jié)合的改進(jìn)自適應(yīng)濾波算法，前者濾波精度高但自適應(yīng)能力有限，后者應(yīng)對(duì)突變的能力較強(qiáng)但精度有限。由仿真實(shí)驗(yàn)可以看出，二者的
2、有機(jī)結(jié)合很好地解決了耙吸挖泥船變吃水作業(yè)動(dòng)力定位的濾波問(wèn)題。關(guān)鍵詞：耙吸挖泥船；變吃水作業(yè)，動(dòng)力定位；濾波器；改進(jìn)的自適應(yīng)濾波算法中圖分類號(hào)：U615．351．2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：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二階波浪力、流、推進(jìn)器產(chǎn)生的低頻運(yùn)動(dòng)和一階0引言波浪力產(chǎn)生的高頻運(yùn)動(dòng)?。和普通船舶相同的是，作為特殊的工程船舶——耙吸挖泥船，在施工耙吸挖泥船的動(dòng)力定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的也是首搖控制、的過(guò)程中對(duì)控制精度的要求較高。傳統(tǒng)的做法是依定點(diǎn)控制和軌跡控制，其濾波器同樣需要濾除高靠錨泊系統(tǒng)和駕駛員的操作，這種方法費(fèi)時(shí)、費(fèi)力頻干擾信息的影響，估計(jì)船舶的低頻運(yùn)動(dòng)信息并且效率不高。耙吸挖泥船的動(dòng)力定位系統(tǒng)就是為解進(jìn)行控制。和普通
7、船舶不同的是，普通船舶在作決這個(gè)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)操作的自動(dòng)化、智能化，提高作業(yè)時(shí)其吃水不會(huì)發(fā)生較大變化，而耙吸挖泥船一業(yè)效率。般具有8種操作模式，其中自動(dòng)首向、DT航行、船舶在海平面上的綜合運(yùn)動(dòng)一般可分為由風(fēng)、手動(dòng)操作桿和DP自動(dòng)4種操作模式下的狀態(tài)與普收稿日期：2012—10—29；修回Et期：2012—12—12基金項(xiàng)目：江蘇省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目資助(BE2011149)作者簡(jiǎn)介：齊國(guó)鵬(1986一)，男，碩士研究生，從事船舶運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)研究。第10期齊國(guó)鵬，等：動(dòng)力定位系統(tǒng)自適應(yīng)濾波技術(shù)·97·通船舶類似，其吃水可以認(rèn)為
8、是固定的；在DT疏浚、定點(diǎn)疏浚2種操作模式下，耙吸挖泥船的吃水在不斷的增加，作業(yè)耙頭與海底產(chǎn)生巨大的疏浚力；在DT拋泥操作模式下，耙吸挖泥船的吃水會(huì)劇烈下降；在DP首噴操作模式下，耙吸挖泥船的吃水在不斷地下降，船首的首噴將對(duì)船舶產(chǎn)生巨大的反向作用力，并且方向可能會(huì)不斷變動(dòng)。本文將針對(duì)變吃水作業(yè)狀態(tài)下的動(dòng)力定位濾波器設(shè)計(jì)，提出一些觀
