基于灰色系统理论的滑行艇运动姿态预报研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liz302
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
滑行艇具有机动灵活、造价低、日常营运费用省等优点,因而得到了广泛应用。为了能够设计出有效的自动控制系统,需要建立预报模型对滑行艇的运动姿态或运动趋势进行实时的、精确的预报。滑行艇在波浪上航行时,实际海浪情况的复杂性造成了滑行艇运动的复杂性,其运动常常是几种简单运动的叠加,即各个自由度之间存在着一定程度上的耦合影响。这使得对滑行艇的运动姿态进行精确预报具有相当的难度。同时由于滑行艇的运动姿态具有高速性和很强的随机性等特点,利用大量的原始数据来建立其运动预报的模型将是不现实的,并且也很难取得良好的效果。根据滑行艇运动的特点,结合灰色系统理论对原始数据要求不高、预报精度高等优点,本文提出利用灰色系统理论中的MGM(1,N)模型对滑行艇的运动姿态进行预报。首先,分析了滑行艇运动系统具有的灰色特性,其中包括各个自由度之间关系,以及滑行艇运动与海浪等影响因素的灰色特性,为灰色系统理论在滑行艇运动姿态预报中的应用打下了基础。另外,MGM(1,N)模型自提出之后,在许多领域都有了成功的应用,本文针对MGM(1,N)模型理论体系进行了研究,并给出了MGM(1,N)模型的基本形式、参数矩阵的定义及定理的证明,为模型的后续理论研究奠定了基础。其次,针对滑行艇运动姿态的特点和灰色系统理论新信息优先的原理,提出了新增一组数据和新增一批数据之后,MGM(1,N)模型参数矩阵的计算方法。由于滑行艇的运动姿态具有高速性和很强的随机性等特点,一次性的利用原始数据建立MGM(1,N)模型对滑行艇运动姿态进行预报的精度和时间都是有限的。因此,为延长预报时间、提高预报精度,必须不断将新采集的数据和原始数据结合在一起更新所建立的MGM(1,N)模型的参数矩阵。同时由于灰色系统理论的特点如果原始数据过多,预报的效果反而不一定好,因此在引入新的数据的同时还需要剔除较早的一组数据。基于分块矩阵的理论,本文分别提出了在新增一组数据和新增一批数据之后,MGM(1,N)模型参数矩阵估计的递推公式,建立递推MGM(1,N)模型。再者,将递推MGM(1,N)模型应用于滑行艇的运动姿态预报,并与原始MGM(1,N)模型进行数值分析比较。基于滑行艇模型在水池波浪环境中的运动姿态数据,进行了大量的数值仿真实验,结果表明利用递推MGM(1,N)模型对滑行艇运动姿态进行预报是可行的,能够成功地反映滑行艇运动规律,具有合理、有效的趋势分析与较高的预报精度。最后,提出通过利用李亚普诺夫稳定性理论对滑行艇运动系统建立的MGM(1,N)模型的参数矩阵进行分析,给出滑行艇运动系统稳定性分析。
其他文献
随着水下潜器技术的日益成熟,水下滑翔器作为一种新型且重要的水下潜器受到越来越多的关注。水下滑翔器在海洋工程应用方面发挥着重要作用,尤其是低功耗、长航时、小体积等特
本文针对小型球形潜水器因其完全对称的形状,在各个方向受到的阻力相同的特点,使用传统的螺旋桨或导管螺旋桨推进系统难以满足小型球形潜水器运行需求的难点问题,提出使用内流式
《西游记》不署作者姓名是因为作者认为自己的文章不是未入流的小说 ,而是论理文章 ;以神魔故事言志 ,是因为明朝政治黑暗 ,无法以正统文章言志 ;意象之学源于《文心雕龙》;
<正>今年的BIRTV展会,从各个展台展出的系统和最新发布的产品情况来看,热点仍然聚焦在超高清和融合媒体。中央广播电视总台正在积极筹备4K超高清频道,在BIRTV2018中央广播电
随着我国社会的不断发展和计划生育国策的执行,人口老龄化的问题不断突出。近年来,大量的老人进入社区福利院,给养老服务体系带来很大的压力,但是,志愿者服务目前越来越广泛,
随着信息时代的发展,数字技术的应用范围越来越广,并被应用在更多的领域。在这种背景下,新媒体取得了快速的发展,但传统的电视新闻媒体受到极大的挑战,面对这一现状,应进一步
虚拟现实技术的发展使档案展览打破了实体展览的诸多局限,将档案展览以更加生动、立体、交互的方式呈现在网络用户面前,极大拓展了档案部门的服务空间。本文在介绍网上档案展
山西民歌根植于黄土高原,吸吮着母亲黄河的乳汁,沐浴着黄土高原的风情,凝结着几千年厚重的华夏文明和黄土文化底蕴,其原生态的乡土民歌讴歌着对亲人、对家乡、对土地和对生活
刺五加多糖(ASPS)是从刺五加根茎叶中分离出的主要活性成分,具有调节动物免疫机能、抗氧化、抗肿瘤和抗感染等功效。目前对于刺五加多糖的研究多集中于人类医学领域,其在畜禽
波浪作用于液体船时将导致船舶的运动,而船舶的运动将激发其液舱内流体的晃荡,从而对船舶的运动产生耦合影响,该耦合效应将会使船舶产生较大的力矩,导致船舶的倾覆,或者对液