[发明专利]变吃水作业状态下耙吸挖泥船动力定位的滤波器设计方法

权利要求书

1.一种变吃水作业状态下耙吸挖泥船动力定位的滤波器设计方法，其特征在于包含以下步骤：

a)使用基于OPC标准的信息采集与处理软件获取耙吸挖泥船测量系统中的数据并实时传送到上位机；

b)建立状态空间形式的耙吸挖泥船船舶运动数学模型，经过离散化处理后，在纵荡、横荡、艏向三个自由度上分别设计滤波器；

c)采用改进的Sage自适应滤波算法和强跟踪卡尔曼滤波算法设计滤波器；

d)经滤波器滤波后得到耙吸挖泥船的位置即纵荡方向和横荡方向、艏向角度。

2.根据权利要求1所述的变吃水作业状态下耙吸挖泥船动力定位的滤波器设计方法，其特征在于所述步骤a)中，获取的数据包括：DGPS测得到的船舶位置即纵荡方向和横荡方向、电罗经测得的船舶艏向角度即已转化为大地坐标系下船舶中心点的位置和艏向；风速和风向角；主推进器的功率、螺距百分比，侧推进器的螺距百分比，舵机的舵角，船舶舯吃水、艏吃水、艉吃水，船舶的排水量、型排水体积，船舶对地的速度，船舶对水的速度，左右耙管之间PIN传感器测得的张力，左右耙头入口处压力差，船艏射流泥浆密度、流量。

3.根据权利要求1所述的变吃水作业状态下耙吸挖泥船动力定位的滤波器设计方法，其特征在于所述步骤b)中，建立状态空间形式的耙吸挖泥船船舶运动数学模型，结构如下所示：

状态方程：错误！未找到引用源。

量测方程：错误！未找到引用源。

其中，A，B，E，H为系数矩阵，X为状态向量，Y为量测向量，在DT抛泥操作模式下，U为推进机构产生的合力和合力矩项与风对船舶产生的风力和风力矩项之和；在DT疏浚、定点疏浚操作模式下，U为推进机构产生的合力和合力矩项、风对船舶产生的风力和风力矩项和耙头拖曳力项三者之和；在DP艏喷操作模式下，U为推进机构产生的合力和合力矩项、风对船舶产生的风力和风力矩项和艏喷反推力项三者之和；错误！未找到引用源。为过程噪声项，错误！未找到引用源。为观测噪声项。

4.根据权利要求1所述的变吃水作业状态下耙吸挖泥船动力定位的滤波器设计方法，其特征在于所述步骤c)中，采用改进的Sage自适应滤波算法和强跟踪卡尔曼滤波算法设计滤波器。