基于扩展Kalman滤波器的气垫艇操纵运动模型参数辨识研究 被引量：3

1

作者 肖剑波 胡大斌 刘徐明 《现代电子技术》 北大核心 2020年第2期110-114,共5页

气垫艇运动模型是气垫艇操纵模拟训练系统的关键,如何获取准确的模型参数,建立符合真实运动规律的模型成为急需突破的难题。文中介绍系统辨识原理,并推导EKF辨识非线性模型参数的公式,建立气垫艇三自由度操纵运动分离型模型。在此基础上... 气垫艇运动模型是气垫艇操纵模拟训练系统的关键,如何获取准确的模型参数,建立符合真实运动规律的模型成为急需突破的难题。文中介绍系统辨识原理,并推导EKF辨识非线性模型参数的公式,建立气垫艇三自由度操纵运动分离型模型。在此基础上,运用扩展的Kalman滤波器(EKF),对分离型模型中的部分未知流体动力参数进行辨识。仿真试验结果表明,应用EKF辨识气垫艇三自由度MMG模型参数,将辨识得到的参数与仿真模型的参数进行对比,试验结果验证了基于EKF方法的可行性。 展开更多

关键词 气垫艇 操纵运动模型 参数辨识 扩展KALMAN滤波器 分离型建模 仿真分析

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应用贝叶斯岭回归模型辨识水下航行器水动力系数研究

2

作者 向国 欧勇鹏 +1 位作者 陈君杰 王威 《海军工程大学学报》 北大核心 2025年第1期104-112,共9页

针对水下航行器水动力系数求取问题,研究了应用贝叶斯岭回归模型进行水动力系数辨识的方法。首先,建立水下航行器六自由度运动模型并令其以指定方式运动,经白噪声调和、数据采样得到航行器空间运动仿真试验数据;然后,利用贝叶斯岭回归... 针对水下航行器水动力系数求取问题,研究了应用贝叶斯岭回归模型进行水动力系数辨识的方法。首先,建立水下航行器六自由度运动模型并令其以指定方式运动,经白噪声调和、数据采样得到航行器空间运动仿真试验数据;然后,利用贝叶斯岭回归模型辨识获得一组新的水动力系数,并据此预报了航行器水平面Z形、回转运动;最后,通过与原模型的水动力系数、运动轨迹的对比分析发现:除敏感度不高的少数耦合项外,应用贝叶斯岭回归模型辨识水动力系数均具有良好的精度;相较于原模型,辨识所得一阶水动力系数偏差小于5%、二阶系数偏差小于20%,Z形、回转运动参数预报偏差小于6%。 展开更多

关键词 水动力系数 参数辨识 贝叶斯岭回归模型 操纵运动模型

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船舶神经网络运动模型的研究 被引量：7

3

作者 林莉 万德均 李滋刚 《舰船科学技术》 北大核心 2001年第1期38-42,共5页

根据船舶海上航行的实际情况，针对船舶运动的特点，研究了基于神经网络建立船舶操纵运动模型的方法，提出了一种线性神经网络结构，并给出了相应的训练和学习方法。大量的仿真试验表明：线性神经网络用于船舶运动模型的研究，具有收敛... 根据船舶海上航行的实际情况，针对船舶运动的特点，研究了基于神经网络建立船舶操纵运动模型的方法，提出了一种线性神经网络结构，并给出了相应的训练和学习方法。大量的仿真试验表明：线性神经网络用于船舶运动模型的研究，具有收敛速度快、预测误差较小、能快速跟踪参数变化等优点，可用于船舶运动实时辨识。 展开更多

关键词 船舶操纵 系统辨识 神经网络 操纵运动模型 操纵性

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船舶操纵模拟器中的系缆张力模型 被引量：3

4

作者 孙霄峰 尹勇 张秀凤 《中国航海》 CSCD 北大核心 2007年第3期1-4,共4页

建立了可适用于6个自由度船舶操纵运动数学模型的系缆张力计算模型。系缆的应变满足虎克定律,利用悬链线方程和虎克定律推导出的系缆无应力长度的计算公式,根据计算出的系缆无应力长度和系缆的实际长度的对应关系,用试算法计算系缆张力... 建立了可适用于6个自由度船舶操纵运动数学模型的系缆张力计算模型。系缆的应变满足虎克定律,利用悬链线方程和虎克定律推导出的系缆无应力长度的计算公式,根据计算出的系缆无应力长度和系缆的实际长度的对应关系,用试算法计算系缆张力;否则,忽略系缆的自重,通过由系缆的应变曲线图拟合的多项式来计算系缆张力,并分别计算了系缆的水平张力和竖直张力。进行了系缆破断强度的计算,并对系缆张力是否超出安全负荷以及系缆是否破断进行了判断。计算实例验证了模型的正确性和实用性。 展开更多

关键词 船舶 舰船工程 船舶操纵模拟器 系缆张力 船舶操纵运动数学模型 悬链线

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基于岭回归方法的船舶操纵运动建模 被引量：6

5

作者 罗伟林 邹早建 《船海工程》 2009年第6期17-19,36,共4页

基于自航模试验的系统辨识方法是一种有效的船舶操纵运动建模方法。通过对舵角和转艏角速度试验数据的分析,用岭回归方法确定了船舶操纵运动数学模型中的模型参数,进行了操纵运动预报仿真并同自航模试验数据对比,数值仿真结果验证了方... 基于自航模试验的系统辨识方法是一种有效的船舶操纵运动建模方法。通过对舵角和转艏角速度试验数据的分析,用岭回归方法确定了船舶操纵运动数学模型中的模型参数,进行了操纵运动预报仿真并同自航模试验数据对比,数值仿真结果验证了方法的有效性。 展开更多

关键词 船舶操纵运动数学模型 系统辨识 最小二乘法 岭回归

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基于虚拟现实的船舶操纵运动仿真系统研究 被引量：2

6

作者 朱雄军 田超 《船海工程》 2003年第2期34-37,共4页

利用MMG操纵运动数学模型计算船舶的操纵运动 ,应用OpenGL和 3Dmax技术 ,开发了船舶操纵运动的三维可视化仿真系统 ,通过输入船舶主尺度 ,实现了具有真实感的、随时间变化的船舶操纵运动实时动态仿真 。

关键词 船舶 操纵运动 MMG操纵运动数学模型 运动仿真 OPENGL

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超标横流作用下航道尺度加宽研究及应用 被引量：1

7

作者 陈浩东 童思陈 +2 位作者 张莹 孙开 王祥 《人民长江》 北大核心 2025年第1期156-163,共8页

支流入汇常导致支流口干流航道局部横流加大,进而影响船舶通航安全。为研究超标横流入汇对干流航道尺度的影响,采用Fortran语言自主开发了平面二维水流数学模型和船舶操纵运动数学模型,对模型的合理性和可靠性进行验证后,通过模拟横流... 支流入汇常导致支流口干流航道局部横流加大,进而影响船舶通航安全。为研究超标横流入汇对干流航道尺度的影响,采用Fortran语言自主开发了平面二维水流数学模型和船舶操纵运动数学模型,对模型的合理性和可靠性进行验证后,通过模拟横流作用下的船舶运动,研究了超标横流对船舶横漂速度和漂角的影响,提出了超标横流安全范围和航道定量加宽值。实例应用表明:在传统航道尺度设计下,当支流口超标横流范围较小时可通过调整舵角实现航行安全;而当超标横流范围较大时则难以保障船舶安全通航,需进行河道加宽设计。提出的超标横流条件下航道加宽确定方法基本合理,对船舶操纵运动和航道设计具有一定参考价值。 展开更多

关键词 超标横流 航道加宽 水流数学模型 船舶操纵运动数学模型 支流入汇

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基于细长体理论的小水线面双体船操纵性预报 被引量：10

8

作者 熊文海 周振路 陈力 《中国航海》 CSCD 北大核心 2007年第4期9-12,共4页

小水线面双体船(SWATH)由于具有良好的船舶快速性、耐波性、稳性和效率高等特点,已经成为新船型的代表。根据小水线面双体船的船型结构特点,在操纵运动数学模型的基础上,充分考虑小水线面船的结构特点和双体、双桨、双舵之间水动力的相... 小水线面双体船(SWATH)由于具有良好的船舶快速性、耐波性、稳性和效率高等特点,已经成为新船型的代表。根据小水线面双体船的船型结构特点,在操纵运动数学模型的基础上,充分考虑小水线面船的结构特点和双体、双桨、双舵之间水动力的相互影响,采用细长体理论计算了附加质量、附加惯性矩和线性水动力导数,编制了双体船操纵运动预报程序,并结合实例对SWATH的操纵性能进行了预报。 展开更多

关键词 水路运输 小水线面双体船 操纵性预报 水动力导数 操纵运动数学模型

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无人水面艇自主航行控制仿真系统研究 被引量：1

9

作者 程宇 付悦文 李鲁 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2024年第1期63-72,共10页

无人水面艇(unmanned surface vehicle,USV)具有系统复杂、试验区域受限、算法验证实艇效率低等问题,因此,设计一套无人艇仿真模拟系统,具备算法验证、任务推演、数据回放等功能,能加快开发速度,提高试验效率,降低试验成本。该仿真模拟... 无人水面艇(unmanned surface vehicle,USV)具有系统复杂、试验区域受限、算法验证实艇效率低等问题,因此,设计一套无人艇仿真模拟系统,具备算法验证、任务推演、数据回放等功能,能加快开发速度,提高试验效率,降低试验成本。该仿真模拟系统集成了5个模块:显控模块用于地图显示、全局航路规划和数据显示等;操纵性运动模型模块主要采用三自由度响应数学模型;环境信息模块主要实现对环境感知数据真实模拟;航行控制模块主要实现无人艇航路跟踪以及航向、航速精确控制;避障模块根据航行态势进行实时避障。该仿真系统中各模块之间相互独立,可进行模块的更换和参数设置,仿真试验结果表明,该仿真系统可以为自主航行算法开发和任务推演提供可靠的验证过程和结果。 展开更多

关键词 无人艇 仿真系统 显控模块 操纵性运动模型模块 环境信息模块 航行控制模块 避障模块

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基于航向控制系统的船舶动态避碰机理 被引量：15

10

作者 贺益雄 张晓寒 +4 位作者 胡惟璇 李梦霞 龚帅 金毅 牟军敏 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期988-993,1027,共7页

为探索航速矢量变化与船舶避碰之间的动态变化规律(避碰机理),研究了结合船舶领域和速度障碍等方法的静态避碰机理,确定了不考虑船舶改向运动过程与周围环境变化前提下,本船可避让所有物标的航速矢量区间;建立了基于模糊自适应比例积分... 为探索航速矢量变化与船舶避碰之间的动态变化规律(避碰机理),研究了结合船舶领域和速度障碍等方法的静态避碰机理,确定了不考虑船舶改向运动过程与周围环境变化前提下,本船可避让所有物标的航速矢量区间;建立了基于模糊自适应比例积分微分(PID)控制和船舶运动方程的航向控制系统,再现船舶改向过程中的航速矢量非线性变化;基于静态避碰机理和航向控制系统研究了船舶动态避碰机理,求解了符合船舶操纵运动过程的动态避碰改向区间.研究结果表明,在开阔水域随机设置的多物标环境中,可得到符合航速矢量非线性变化的动态避碰改向区间集合[-90°,-72°]、[31°,47°]、[62°,79°],受动态船舶主要影响形成改向范围为(-72°,31°)、(79°,90°]的碰撞航向区间,符合船舶操纵运动对改向避碰的影响规律,可为实现船舶避碰辅助决策、自动避碰和动态避碰路径规划提供基础理论和方法. 展开更多

关键词 避碰机理 速度障碍 船舶领域 模糊自适应比例积分微分(PID)控制 MMG(分离型船舶操纵运动模型)

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水面无人艇动态避碰策略研究 被引量：8

11

作者 尚明栋 朱志宇 周涛 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第9期69-73,共5页

针对水面无人艇局部路径规划的局限性,本文提出基于水面无人艇操纵运动模型的动态智能避碰,根据海事规则将局面划分为对遇、交叉相遇以及追越3种局面,在MMG模型基础上,通过避碰模型改变USV的航速和航向,完成USV对动态障碍物的智能避碰... 针对水面无人艇局部路径规划的局限性,本文提出基于水面无人艇操纵运动模型的动态智能避碰,根据海事规则将局面划分为对遇、交叉相遇以及追越3种局面,在MMG模型基础上,通过避碰模型改变USV的航速和航向,完成USV对动态障碍物的智能避碰。通过实验仿真表明,该方法有效地完成USV对动态障碍物的危险避碰,符合USV实际航行避碰操纵要求。 展开更多

关键词 水面无人艇 操纵运动模型 智能避碰

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