摘要：针对海浪干扰下船舶控制系统存在的无效舵问题以及风、流干扰下观测器存在的静差问题,提出一种基于扩张状态卡尔曼原理的海浪滤波算法。该方法首先对船舶一阶Nomoto模型进行离散化,基于带遗忘因子的最小二乘法对模型中的参数进行辨识;以海浪二阶传递函数与一阶Nomoto模型建立用于海浪滤波的四阶状态方程,并以Nomoto模型中环境干扰与未建模动态组成的综合干扰项为扩张状态建立五阶状态方程,基于卡尔曼滤波算法设计海浪滤波器,在实现海浪滤波的同时消除干扰环境下状态观测静差问题。仿真结果表明,本文提出的海浪滤波算法能够有效的滤除船舶航向的高频信号并正确的估计出船舶的运动状态,显著减少了船舶航行时的无效舵问题。

摘要：针对潜艇低噪声操纵控制问题,将模型预测控制理论应用于潜艇垂直面运动低噪声操纵控制的研究,提出的控制律设计方法可实时设置约束条件,能实时在线设计控制律,可解决满足多种操纵控制需求的控制律在线设计难题。基于潜艇垂直面线性运动方程,推导了一种离散时间增量式状态方程,作为预测控制运动状态方程;采用Laguerre正交网络模型预测控制理论,提出并完成了一种可在线设计的多约束条件下,潜艇垂直面运动模型预测控制算法和一种对偶原理与模型预测控制相结合的在线状态观测器设计方法。仿真结果表明,提出的垂直面运动模型预测控制算法,具有良好的控制性能和控制品质。

摘要：作为船体变形测量重要发展方向,惯性量匹配方法中多套惯性导航设备之间的时间同步性是影响测量精度的重要因素。为提高该方法在舰船以太网网络环境下的时间同步性能,首先,对时间敏感网络(TSN)进行了研究;然后,设计了惯性量匹配算法应用TSN的试验方案,搭建了试验样机;最后,通过试验样机验证了不同网络负载条件下,各网络节点之间的时间同步情况。试验结果表明:在舰船以太网环境下,应用TSN可使各网络节点具有较高的时间同步性,满足惯性量匹配方法的需求。

摘要：利用外部参考速度,中精度的捷联惯导系统在罗经方式下可长时间提供高精度的姿态信息,但在设计此类系统时,需要明确惯性元件及外部速度信息对系统姿态误差的影响。文中在完成姿态系统罗经回路设计的基础上,通过分析捷联姿态系统水平回路和罗经回路的误差方程和传递函数,对加速度计误差、陀螺误差和外部速度误差造成的系统姿态误差进行了分析,得出了在稳定状态下这些误差与各姿态误差之间的数学关系,从而完成系统的误差分配设计。

摘要：为有效评估船舶航向自动控制能力,建立了船舶航向自动控制能力的指标体系,采用了层次分析法和效用函数法相结合的评估方法,结合船舶比例微分控制实例进行了实例计算。算例结果表明,所建立的指标体系和评估方法对船舶航向自动控制能力评估具有较好的指导作用,可为船舶航向控制算法的设计提供量化依据。

摘要：为提高自身不能提供姿态调整手段的惯性平台在高精度转台上的动态试验精度,设计了独特的安装及标校方法。利用新设计的方位标定装置,使用光学经纬仪及电子水平仪将方位标定装置上的光学六面体的法线与高精度转台的方位轴线取齐。然后,拆下方位标定装置,摇摆台置零,安装水平调整机构。将电子水平仪放置到水平调整机构的安装平板上,调节水平调整机构,将安装平板调平。安装惯性平台,将电子水平仪放置到惯性平台的水平基准平台上,再次调节水平调整机构,使电子水平仪的输出与转台示值一致,从而达到惯性平台与高精度转台水平取齐的目的。随后以光学经纬仪为过渡基准,将惯性平台的光学方位基准与高精度转台方位取齐,从而达到惯性平台与高精度转台坐标系对齐的目的。

摘要：针对AUV深度控制,提出深度偏差转换为指令纵倾的算法,基于拉盖尔网络逼近的模型预测控制理论,设计了舵角舵速硬约束和纵倾软约束条件下的纵倾运动模型预测控制器。仿真结果表明,该控制方法具有良好的动态控制性能,并可快速处理多种约束条件的二次规划问题。

摘要：针对轴对称型海洋重力仪采样质量悬挂系统的刚度设计问题,运用材料力学和最小势能原理重点对水平和垂直方向的等效刚度进行理论分析,分析结果表明:系统在水平面内各方向的刚度相等,与拉丝材料的弹性模量和横截面积成正比,与拉丝的初始长度成反比;系统竖直方向等效刚度与绷紧弹簧的张力成正比,与拉丝的初始长度成反比。对仪器工程应用中,因拉丝弯曲而产生的干扰阻力进行了评估分析,结果表明在正确选择拉丝的材料和几何尺寸的条件下,由干扰阻力所引起的误差可以忽略不计。

摘要：光纤捷联罗经比较传统平台罗经具有维护性好、可靠性高等优点。不同于传统的平台罗经算法,设计了一种适合于光纤捷联罗经使用的捷联罗经算法。算法引入一种全新的惯性坐标系,并以重力在该坐标系的投影解算出地理坐标系的转动;陀螺输出解算载体坐标系的转动,进一步得到载体的姿态值。设计了利用FIR数字滤波器滤波获得惯性坐标系重力投影的方法。最后仿真验证了算法编排和理论分析的正确性。

摘要：不同于常规航海雷达输出模拟视频信号和触发、艏向、方位等控制信息,IP雷达输出的是网络化的雷达数据。在综合船桥系统应用IP雷达能够实现各分导航设备之间互相备份、互相切换,保证系统的可靠性。对基于DSP和FPGA实现的IP雷达的方案和设计进行论述,并给出了IP雷达的实际应用。