基于UKF多步和BP修正的船舶升沉运动测量方法

摘要

为提高海上风机安装时的稳定性和精准性，需要对浮式起重船进行升沉运动补偿。但由于惯性系统测量的船舶升沉运动信息存在随机漂移和相位超前问题，严重影响升沉补偿系统的实时性和精确性，故本文提出基于UKF多步和BP修正的船舶升沉运动测量方法。基于Stewart波浪运动实验平台模拟船舶升沉运动，采用加速度惯性测量系统采集升沉位移和加速度信息，建立运动的状态空间模型；由此模型建立UKF观测器，并用状态转移矩阵根据动态检测的升沉运动超前相位进行多步观测，消除升沉运动的随机漂移和相位超前；进而结合UKF多步观测值和观测残差训练BP预测模型，通过预测的残差来实时修正多步观测器的观测值，提高测量精度。Stewart平台试验表明，本文测量方法解决了实时检测中船舶升沉运动的漂移和相位超前问题，测量精度可达90%。