动力定位模拟器中数据处理及故障模拟技术
  • 【摘要】

    建设现代化经济体系,建设海洋强国首要前提就是海洋经济要高程度地发达。工欲善其事,必先利其器。更先进的海上机械设备是海洋开发的先决条件。动力定位系统能够使船舶尽可能地保持在要求的位置,主要采取了辅助推力等手段来提供抵消流、风、浪等作用在海上器械上的环境力。由于实船培训成本高、周期长、且风险 较大,开发动力定位模拟器以满足人员培训等要求具有重要的意义。
      本课题主要开发动力定位模拟器中的数据处... 展开>>
    建设现代化经济体系,建设海洋强国首要前提就是海洋经济要高程度地发达。工欲善其事,必先利其器。更先进的海上机械设备是海洋开发的先决条件。动力定位系统能够使船舶尽可能地保持在要求的位置,主要采取了辅助推力等手段来提供抵消流、风、浪等作用在海上器械上的环境力。由于实船培训成本高、周期长、且风险 较大,开发动力定位模拟器以满足人员培训等要求具有重要的意义。
      本课题主要开发动力定位模拟器中的数据处理及故障模拟技术。首先研究了动力定位系统中所装配的传感器系统,并对位置传感器中GPS、水声定位等系统的数据噪声进行模拟;其次应用数据融合技术,对多组传感器模拟数据进行处理融合;基于此对模拟器中模拟信号的故障模式进行模拟;最终使用C++语言对噪声模拟,数据融合技术和故障模拟程序进行实现,并验证其效果。
      本文完成的主要工作如下:
      (1)通过仿真实验得到水平精度因子(HDOP)和用户等效伪距误差(UERE)等参数,计算出噪声的特征值,使用圆概率误差方法对GPS、水声定位系统等数据噪声进行模拟。通过仿真实验与实际数据相比较,得到了不错的效果。
      (2)通过Matlab实验对比了卡尔曼滤波(KFM)和无迹卡尔曼滤波(UKF)两种滤波算法在动力定位系统中的滤波效果,应用自适应野值检测技术,UKF滤波技术,自适应加权融合算法对噪声数据进行处理、融合,实验对比结果效果显著。
      (3)依照DNV对动力定位模拟器模拟数据故障的要求,编程实现了系统中的故障模拟程序,并验证了融合算法的容错性能。
      本文的噪声模拟模块能模拟实现动力定位位置传感器噪声的大小及分布特性,数据处理及融合模块能对带有误差的多种传感器数据进行处理、融合,不仅提高了数据的精度而且具有较高的容错性能。 收起<<

  • 【作者】

    孙峰 

  • 【学科专业】

    交通信息工程及控制

  • 【授予学位】

    硕士

  • 【授予单位】

    大连海事大学

  • 【导师姓名】

    尹勇

  • 【学位年度】

    2018

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    海上机械设备  动力定位模拟器  数据处理  故障模拟