船舶动力定位系统非线性观测器设计  

Nonlinear Observer Design for Ship Dynamic Positioning System

作　　者：杜佳璐[1] 汪思源[1] 张显库[2] 李广强[1] 

机构地区：[1]大连海事大学信息科学技术学院,辽宁大连116026 [2]大连海事大学航海学院,辽宁大连116026

出　　处：《船舶工程》2012年第3期58-61,共4页Ship Engineering

基　　金：国家自然科学基金项目(51079013;50979009);辽宁身教育厅高等学校科研项目(LT2010013);交通运输部2012年应用基础研究项目;中央高校基本科研业务费专项资金资助(No.DMU2011QN030)

摘　　要：针对动力定位水面船舶,基于Luenberger观测器构造原理及Lyapunov稳定性理论,构造一个船舶动力定位系统的非线性状态观测器。所设计观测器较卡尔曼滤波器的主要优越性在于不需要对船舶的运动方程进行线性化处理,且具有全局的指数稳定性。最后,用一艘供给船对所设计观测器进行数值仿真研究,仿真结果表明所设计非线性观测器具有良好的滤波及状态估计性能,船舶运动状态估计值指数收敛于其实际值,验证了所设计船舶动力定位系统非线性观测器的有效性。For surface ships with dynamic position,a nonlinear observer for ship dynamic positioning systems is constructed based on Luenberger observer structural principle and Lyapunov stability theory.Comparing to Kalman filter,the main advantage of the nonlinear observer is that the motion equations of ships need not be linearized and the global exponential stability is guaranteed.Finally,the simulation research is done on a supply ship,which shows that the designed nonlinear observer has good performances of filtering and state estimation.All estimations of ship movement states converge exponentially to their actual values.The effectiveness of the nonlinear observer for dynamic positioning system of ships is verified.

关 键 词：船舶 动力定位 观测器 非线性 全局指数稳定 

分 类 号：U666.124[交通运输工程—船舶及航道工程] TP273[交通运输工程—船舶与海洋工程]