[发明专利]一种动力定位船水动力系数辨识方法

说明书

技术领域

本发明涉及船舶动力定位领域，具体涉及一种基于最小二乘法的自适应遗传算法，对动力定位船舶进行建模，辨识动力定位船舶的水动力系数的方法。 

背景技术

动力定位船舶就是仅依靠自身推进系统的作用能够自动地保持位置和航向（固定位置或者预定航迹）的船舶，其目前已被广泛应用于海洋资源开发的诸多领域。通常，对动力定位船舶进行建模需要知道船舶的水动力系数，船舶的水动力系数是水动力对船舶运动参数的偏导数在展开点的值。水动力系数是建立船舶运动方程的基础，水动力系数的获得对通过船舶操纵运动方程模拟船舶操纵运动并预报操纵性能起到至关重要的作用。 

系统参数辨识是控制理论的一个主要分支。系统参数辨识就是研究如何确定系统的数学模型以及模型中的参数。系统辨识的基本思想就是测试建模方法，即通过分析系统的运行数据或实验数据，按照一定的“系统等价准则”确定出一个与所测系统特性等价的数学模型，即“辨识就是按照一个准则在一组模型类中选择一个与数据拟合得最好的模型”。 

到目前为止，已经产生了许多不同的辨识方法，按照系统模型的表达形式可以把这些辨识方法分成两种，分别是参数模型辨识方法和非参数模型辨识方法。参数模型辨识方法，也称为现代的辨识方法，这种辨识方法首先假定一种模型结构，通过把假定的模型与实际模型的误差准则函数极小化来确定模型中的参数。非参数模型辨识方法，也称为经典的辨识方法，这种方法是在假定过程是线性的前提下，不提前确定模型的具体结构，因而这种方法可适用于比较复杂的过程，在工程上大多采用这种方法。在进行模型参数辨识之前，如果不能确定模型的结构需要先通过模型结构辨识方法确定模型的结构，然后再进行模型参数辨识。 

常规的确定船舶水动力系数的方法是通过试验以及传统的优化方法。但是，对所有要研究的船舶进行试验是非常困难的，并且传统的优化方法容易使计算结果趋于局部最优解。随着科技的进步，近年来，自适应遗传算法作为一种智能算法被广泛应用到参数辨识的研究中，但未用于动力定位船舶的水动力系数辨识，相关文献也比较少，涉及智能算法用于船舶的水动力系数辨识的国内外研究比较少，用于动力定位船舶的水动力系数辨识的研究则更少。 

发明内容

本发明的目的在于提出一种更节省成本的，用于获得动力定位船舶模型中水动力系数的辨识方法。 

本发明的目的是这样实现的： 

本发明包括如下步骤： 

（1）确定船舶水动力系数，其中动力定位船运动数学模型为： 

η·=R(ψ)υ]]>

Mυ·+Dυ=τthrust,]]>