导读:本文包含了船体变形测量论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:船体变形,角速度匹配,时间延迟,多模型自适应
船体变形测量论文文献综述
王凯[1]（2019）在《基于惯性量匹配的船体变形测量技术研究》一文中研究指出船体变形的精确测量对于构建统一的空间姿态基准、提高子系统的性能具有重要意义,而惯性量匹配测量法具有操作方便、测量精度高以及抗干扰性强等优势,因此,本文对基于惯性量匹配的船体变形测量技术进行了深入的研究,针对测量过程中存在的时间延迟以及系统不确定性问题,提出了相应的解决方法,以达到提高船体变形测量精度的目的。首先,考虑到角速度信息对船体变形角较为敏感,因此对基于角速度匹配的船体变形测量方法进行了研究,基于船体变形角模型和陀螺漂移模型建立了系统状态方程,考虑到大安装误差角的情况建立了非线性量测方程,二者共同构成了滤波方程,并通过仿真实验加以验证。其次,针对实船测量时存在时间延迟问题,从理论和仿真两个方面分析了时间延迟对船体变形估计精度的影响,在状态扩维补偿法的基础上进行改进,提出了一种改进的时间延迟补偿方法,通过对时间延迟的预估计,实现了对延迟时间段内的平均角加速度的更精确求解,提高了对时间延迟的补偿精度,从而提高了船体变形的测量精度,仿真验证发现利用该方法补偿时间延迟后,船体变形角的估计精度优于0.1′。然后,针对实船测量时存在的系统参数不确定以及量测噪声统计特性不确定的问题,提出了多模型自适应船体变形估计算法。基于多模型思想设计了变参数多模型算法,通过对主频率的预估计,解决了实际测量中主频率不确定的问题。基于Sage-Husa自适应滤波思想,设计了自适应容积卡尔曼滤波算法对量测噪声协方差阵进行实时跟踪和估计,有效地解决了量测噪声统计特性不确定的问题。通过仿真验证了多模型自适应船体变形估计算法的有效性,在主频率和量测噪声统计特性未知的情况下,船体变形角的估计精度优于0.1′。最后,设计了转台模拟试验对本文所提算法进行验证,试验结果表明,本文提出的时间延迟补偿方法能够有效地补偿时间延迟引起的估计误差,本文提出的多模型自适应船体变形估计算法能够在在主频率和量测噪声统计特性未知的情况下,对船体变形角进行有效的估计。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
王艺菲[2]（2017）在《模型不确定条件下的船体变形惯性测量方法的研究》一文中研究指出舰船在海上航行时,由于环境因素的影响,船体产生了变形角,使得舰船设备无法正常工作,降低了设备的精度。所以,准确测.量估计船.体变.形并减.少其对系.统设备的影.响已经成为目前一个热门课题。目前船体变形测量方法中,惯性装置测量船体变形不仅具有测量精度高,测量实施条件要求低等优点;而且能够实时测量船体变形,成为当前船体测量技术中最具潜力的测量方法。本文利用光.纤捷.联惯.性导.航装.置的输.出数.据测量船.体变形。由于角速.率信息能.够直接反.应出船.体的变.形角信.息,因此将两套光.纤捷.联惯.导装.置陀.螺仪输.出的角.速率信息之差作为量测量,采用角速率匹配法估计船体变形角。同时,针对实际情况中变形角模型参数不确定的问题,提出了两种解决方法。针对线性模型,利用交互式多模型算法;针对非线性模型,利用参数在线估计法估计出模型参数。针对这两种方法建立滤波模型,通过理论仿真并进行了半实物试验,验证了这两种方法的有效性,为进一步研究利用惯性装.置测量船.体变.形技.术打下了基.础。本文的主要研究内容如下:首先,针对惯性匹配法测量船体变形的一些基础知识进行了简单的介绍,以及捷联惯性导航系统的工作原理。重点介绍了基于角速率匹配法的卡尔曼滤波算法和CKF算法。推导了船体变形的线性模型和非线性模型,并分别进行了仿真验证。仿真结果表明,卡尔曼滤波算法和CKF算法均可以有效地消除陀螺漂移等因素的干扰,实现了船体变.形角的最.优估.计。其次,考虑舰船在海上航行时,实际海况对船体动态变形的影响较大,使得船体动态变形模型的参数存在不确定性,这在很大程度上降低了船体动态变形的估计精度。针对线性模型中的参数不确定问题,本文介绍了交互式多模型算法。交互式多模型算法将动态变形模型参数在变化范围内均匀的分成几个区间,分别进行卡尔曼滤波,通过数据融合来估计船体变形。而静态变形受海况影响较小,与船体结构和太阳的热作用有较大关系,静态变形为“准静态”角变形过程时,能有效跟踪静态变形角的变化。针对非线性模型中的参数不确定问题,本文介绍了参数在线估计法。参数在线估计法能利用陀螺仪的输出数据估计动态变形模型的参数,然后再利用非线性滤波算法—CKF滤波来估计船体变形。最终通过仿真实验,验证了这两种方法都能够提高船体变形的估计精度,降低模型参数不确定对估计结果的影响。最后,针对变形测量系统以及舰船自身的结构特点,以实.验室自.研的光.纤捷联惯性导.航装.置为主.体测.量仪.器设计了半实物试验方案,并进行了半实物试验以及数据的离线分析。由于实验条件的限制,本文仅针对线性模型设计了半实物试验,验证了交互式多模型算法对船体变形测量的有效性。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2017-05-01）
王文[3]（2016）在《船体变形测量研究综述》一文中研究指出引起船体外形变形的因素很多,本文对目前常用的船体变形测量技术进行分析讨论,并根据这些测量技术探讨未来船体变形测量技术的方向。(本文来源于《科技展望》期刊2016年30期）
刘亦敏[4]（2016）在《舰船修理期间船体变形因素分析及测量方法研究》一文中研究指出文章结合某型船推进柴油机出舱工程,分析了舰船等级修理或改换装期间船体变形产生的原因、种类以及对舰载武器系统等的影响;结合目前的应用现状,对常用的船体变形测量技术研究方法进行了介绍,包括应变片测量法、光学测量法、惯性测量法及摄像测量法。着重研究了摄像测量在大型设备出舱工程中的应用情况,对开展修理中的变形监测与控制具有理论及实践指导意义。(本文来源于《中国修船》期刊2016年04期）
孙聪[5]（2015）在《基于序列图像的摄像测量位姿估计及其船体变形测量应用》一文中研究指出现代舰船(航天测量船和各种作战舰艇等)作为一个测量或者作战平台,装备有大量如光电跟踪仪、雷达以及导弹、火炮等不同类型的测量设备和攻防系统,空间坐标基准的统一是舰船上各种武器装备在实现信息共享和协同作战时的基础。而舰船变形使得舰载设备坐标系与惯导基准坐标系的对应轴产生角度偏差,严重制约了舰载武器设备性能的发挥。随着舰载测量仪器以及武器系统对高精度姿态角愈加严苛的要求,船体变形监测与校正也面临着更大的挑战。船体变形摄像测量方法克服了现有方法的不足,具有非接触、高精度、高实时性、低成本等重要优点,在船体变形测量应用中有着极好的发展前景。论文在摄像测量方法已有研究成果的基础上,重点对基于序列图像的摄像测量位姿估计方法的关键技术开展了研究。为满足高实时性船体变形测量的需求,改进了现有的基于单帧图像的位姿估计直接解法。将对偶四元数引入到摄像测量位姿估计,充分发挥对偶四元数表示刚体运动的简洁性和非奇异性,统一表示坐标系间的旋转与平移,代替现有的旋转矩阵、平移向量表示方式,建立单帧图像位姿估计直接解法的基本模型。数字仿真实验说明该闭环解法正确可行,计算效率较高。为了充分利用摄像测量采集的序列图像的时间维度信息,提出了以迭代扩展卡尔曼滤波(IEKF)为估计器的序列图像相对位姿估计解法。使用最优状态估计的理论来处理序列图像,选取相对位姿作为状态变量,以特征点的二维像点数据作为观测量,建立状态方程以及观测方程,利用IEKF估计船体变形待测状态变量的滤波值。数字仿真实验说明了基于IEKF的序列图像位姿估计算法正确可行,有较强的鲁棒性。为了验证提出的基于序列图像的位姿估计方法的有效性和鲁棒性,本文首先在实验室进行了船体垂向变形半实物仿真实验,实验结果说明提出方法正确有效,且在变形较小时有较高的测量精度。选取摄像测量方法测量某大船船体变形的部分实测数据,以长春光机所测量结果为基准,从纵扰和横扭两个方向的变形测量比较基于序列图像的滤波算法和原有的基于单帧图像的正交迭代位姿解算方法的算法精度、稳定性等,实验结果说明本文方法测量精度高,鲁棒性强。基于序列图像的摄像测量位姿估计方法,测量精度高、适用性强,有着重要的理论研究意义,在船体测量领域有着广阔的应用前景。(本文来源于《国防科学技术大学》期刊2015-11-01）
徐博,陈春,史宏洋,郭宇[6]（2015）在《基于FGU的船体变形测量技术中时间延迟补偿方法研究》一文中研究指出基于光纤惯性测量单元(Fiber Gyro Unit,简称FGU)的角速率匹配法是船体变形测量技术的发展方向,但是在实际应用中两套测量单元之间存在时间延迟,会影响船体变形测量精度。该文分析了时间延迟的产生机理以及时间延迟对变形估计的影响。并基于二阶马尔科夫模型对船体变形建模,建立卡尔曼滤波状态方程和量测方程,提出了一种时间延迟补偿方法,将时间延迟扩充为状态量,对其进行实时的估计和补偿。最后通过仿真并结合实船试验数据,对比分析了时间延迟补偿前后的变形估计效果,验证了此方法的有效性。(本文来源于《船舶力学》期刊2015年10期）
杨功流,郭蔚林,袁二凯[7]（2015）在《姿态匹配法测量船体变形角中时间延迟的补偿》一文中研究指出提出了一种时间延迟的估计方法来解决用姿态匹配法测量船体变形角时惯性测量单元(IMU)数据之间存在的时间延迟对测量精度的影响。首先,对光学测量得到的船体变形数据进行处理,确定船体变形过程的数学模型。然后,通过高精度的主惯导和子惯导输出的局部姿态信息进行惯性量匹配,并构建卡尔曼滤波器估计船体变形角。最后,在卡尔曼滤波器中加入时间延迟估计参数,对时间延迟进行估计和补偿。设计了一套惯导数据同步录取装置,验证了算法的有效性。实验结果表明:同步录取装置与时间延迟算法补偿所测得的船体变形角与光学测量得到的数据相近,均能达到纵挠角误差13″,横扭角误差12″,艏挠角误差5″的精度水平。得到的结果显示卡尔曼滤波能有效估计出时间延迟,从而有效补偿时间延迟的影响,提高变形角测量精度。(本文来源于《光学精密工程》期刊2015年05期）
杨云涛,王省书,黄宗升,吴伟[8]（2014）在《船体变形测量中激光陀螺零偏误差的补偿》一文中研究指出激光陀螺在船体角形变自主测量中具有重要应用。根据激光陀螺自主测量船体角形变的角速度匹配测量方程,推导了静态形变和动态形变的误差方程并分析了激光陀螺的随机零偏误差对两者的影响,提出了随机零偏误差模型的改进方法。该方法构建了惯性姿态匹配测量的最优滤波器,将随机零偏误差建模为微弱白噪声驱动的随机游走模型和零均值的白噪声模型,并实时地将随机零偏误差差值的估计量反馈到激光陀螺输出的角增量中进行补偿。仿真结果表明激光陀螺的随机零偏误差模型经过改进后,角形变的估计误差优于10角秒,陀螺随机零偏差值的估计趋于平稳。(本文来源于《仪器仪表学报》期刊2014年12期）
吴伟,秦石乔,杨云涛,王省书[9]（2014）在《船体变形测量中激光陀螺误差的抑制机理》一文中研究指出针对激光陀螺测量误差对船体自主变形测量精度的影响问题,在角速度匹配方程基础上提出了一种信号同步积分求解变形角的方法。根据船体角运动的周期特性,利用实测船体运动角速度信号产生时序同步信号,并与角速度匹配方程相乘得到新的测量方程,使得包含变形角信息的有用信号通过积分得到增强,而陀螺误差则被调制为随机信号,积分后被抑制,从而提高了测量方程的信噪比。仿真结果表明:当积分时间大于5 min时,变形角测量误差的均方根值(RMS)小于10",且随着积分时间的增加,测量精度将会提高。这种同步积分方法不需要对陀螺误差建模即可实现对船体变形的高精度测量,而且直观地解释了在激光陀螺误差存在条件下自主变形测量误差不随时间发散的原因。(本文来源于《中国惯性技术学报》期刊2014年05期）
陈春[10]（2013）在《惯性匹配法测量船体变形中的时钟同步方案设计》一文中研究指出在船体变形测量领域,人们很早就注意到船体变形测量有着重要意义。与此相关的变形测量方法也有很多种,大致可分为光学法和力学法,这两类方法已经成熟地应用于船体变形测量领域。随着惯性技术的发展,由俄罗斯学者提出的惯性匹配法给船体变形测量领域带来了一种新的测量方法,关于该方法的研究,国内外已经发表了一些文献,从文献看来此种方法相比于传统的光学法和力学法有着很大的不同,此种方法具有测量精度高、处理速度快、能够实时动态的监测船体变形量。这些优点是传统的测量方法不能比拟的,因此惯性匹配法被认为是最具潜力的研究方向。虽然对于惯性匹配法的研究,国内外学者已经取得了一些成果,但仅限于理论推导和仿真分析,还未有学者详细的提出基于此方法的一种变形测量系统。本文根据惯性匹配法的测量原理以及文献中简要提出的变形测量系统,利用实验室自主研发的光纤陀螺惯性测量系统,开展了该方法的实际应用研究,结果发现时间延迟对该方法的应用具有很大影响,本文针对此问题开展研究,主要内容如下:首先针对惯性匹配法的测量原理进行深入研究,为后续分析时间延迟的影响因素奠定基础;根据实船测量的数据研究时间延迟对惯性匹配法估计结果的影响,从理论仿真和实船数据处理两方面研究时间延迟的影响;通过理论分析给出时间延迟的补偿方法,并提出通过加入时钟同步单元为系统提供同步时钟的方法,来减小时间延迟的影响。其次根据惯性匹配法的测量原理给出传统意义上的测量系统,然后针对时间延迟影响因素的研究,给出一种时钟同步方案,对原有的测量系统予以改进,构建新的同步测量系统;针对新系统的构成分别介绍系统各组成部分的原理,及所需的相关技术。并针对利用GPS和高精度稳定晶振为系统提供同步时钟的方法予以研究。然后针对给出的惯性匹配法同步测量船体变形的方案,验证该方案的可行性,该方案的可行性验证通过设计一块实验电路版完成。并给出实验板的总体结构,以及各单元模块的电路设计原理图,并绘制电路板的原理图和PCB原理图制作实验电路板,然后对FPGA设计方法以及Verilog硬件描述语言做简要阐述,并对FPGA的片上逻辑电路做详细的说明。最后通过设计实现的时钟同步硬件实验平台,以及利用硬件描述语言搭建的FPGA片上逻辑,验证本文提出的惯性匹配法测量船体变形中的时钟同步方案的可行性,通过具体的实验结果说明方案的可行性。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2013-12-01）
船体变形测量论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
舰船在海上航行时,由于环境因素的影响,船体产生了变形角,使得舰船设备无法正常工作,降低了设备的精度。所以,准确测.量估计船.体变.形并减.少其对系.统设备的影.响已经成为目前一个热门课题。目前船体变形测量方法中,惯性装置测量船体变形不仅具有测量精度高,测量实施条件要求低等优点;而且能够实时测量船体变形,成为当前船体测量技术中最具潜力的测量方法。本文利用光.纤捷.联惯.性导.航装.置的输.出数.据测量船.体变形。由于角速.率信息能.够直接反.应出船.体的变.形角信.息,因此将两套光.纤捷.联惯.导装.置陀.螺仪输.出的角.速率信息之差作为量测量,采用角速率匹配法估计船体变形角。同时,针对实际情况中变形角模型参数不确定的问题,提出了两种解决方法。针对线性模型,利用交互式多模型算法;针对非线性模型,利用参数在线估计法估计出模型参数。针对这两种方法建立滤波模型,通过理论仿真并进行了半实物试验,验证了这两种方法的有效性,为进一步研究利用惯性装.置测量船.体变.形技.术打下了基.础。本文的主要研究内容如下:首先,针对惯性匹配法测量船体变形的一些基础知识进行了简单的介绍,以及捷联惯性导航系统的工作原理。重点介绍了基于角速率匹配法的卡尔曼滤波算法和CKF算法。推导了船体变形的线性模型和非线性模型,并分别进行了仿真验证。仿真结果表明,卡尔曼滤波算法和CKF算法均可以有效地消除陀螺漂移等因素的干扰,实现了船体变.形角的最.优估.计。其次,考虑舰船在海上航行时,实际海况对船体动态变形的影响较大,使得船体动态变形模型的参数存在不确定性,这在很大程度上降低了船体动态变形的估计精度。针对线性模型中的参数不确定问题,本文介绍了交互式多模型算法。交互式多模型算法将动态变形模型参数在变化范围内均匀的分成几个区间,分别进行卡尔曼滤波,通过数据融合来估计船体变形。而静态变形受海况影响较小,与船体结构和太阳的热作用有较大关系,静态变形为“准静态”角变形过程时,能有效跟踪静态变形角的变化。针对非线性模型中的参数不确定问题,本文介绍了参数在线估计法。参数在线估计法能利用陀螺仪的输出数据估计动态变形模型的参数,然后再利用非线性滤波算法—CKF滤波来估计船体变形。最终通过仿真实验,验证了这两种方法都能够提高船体变形的估计精度,降低模型参数不确定对估计结果的影响。最后,针对变形测量系统以及舰船自身的结构特点,以实.验室自.研的光.纤捷联惯性导.航装.置为主.体测.量仪.器设计了半实物试验方案,并进行了半实物试验以及数据的离线分析。由于实验条件的限制,本文仅针对线性模型设计了半实物试验,验证了交互式多模型算法对船体变形测量的有效性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
船体变形测量论文参考文献
[1].王凯.基于惯性量匹配的船体变形测量技术研究[D].哈尔滨工业大学.2019
[2].王艺菲.模型不确定条件下的船体变形惯性测量方法的研究[D].哈尔滨工程大学.2017
[3].王文.船体变形测量研究综述[J].科技展望.2016
[4].刘亦敏.舰船修理期间船体变形因素分析及测量方法研究[J].中国修船.2016
[5].孙聪.基于序列图像的摄像测量位姿估计及其船体变形测量应用[D].国防科学技术大学.2015
[6].徐博,陈春,史宏洋,郭宇.基于FGU的船体变形测量技术中时间延迟补偿方法研究[J].船舶力学.2015
[7].杨功流,郭蔚林,袁二凯.姿态匹配法测量船体变形角中时间延迟的补偿[J].光学精密工程.2015
[8].杨云涛,王省书,黄宗升,吴伟.船体变形测量中激光陀螺零偏误差的补偿[J].仪器仪表学报.2014
[9].吴伟,秦石乔,杨云涛,王省书.船体变形测量中激光陀螺误差的抑制机理[J].中国惯性技术学报.2014
[10].陈春.惯性匹配法测量船体变形中的时钟同步方案设计[D].哈尔滨工程大学.2013