大型舰船甲板变形动态检测技术研究
发布时间：2022-02-24 17:16
本文针对大型舰船甲板挠曲变形量的动态检测进行了研究,旨在解决由于海浪、海风等自然因素和舰船运动的影响使得原本直伸的甲板发生变形的问题。利用主惯导系统（INS）和子惯导系统（SINS）结合的惯性测量方法对甲板的变形量进行动态检测,找到超出设计阈值的位置,及时进行相应的维修和加固。从而实现了保证甲板上设备的测量精度、武器系统的发射精度和舰载机起飞、着舰安全的目的。根据惯性导航原理分别建立了舰船运动基准模型和甲板变形滑动检测模型。在舰船上固连一个INS,作为基准,用于检测舰船的姿态变化,同时在甲板上放置一个SINS,使其沿检测轨迹匀速滑行,用于检测甲板上任意轨迹的变形情况。提出了小波结合卡尔曼滤波的动态滤波算法,用来实现对信号降噪的同时剔除野值。在进行力学编排计算之前,首先建立了陀螺漂移模型,利用自回归滑动平均模型（ARMA）来模拟陀螺漂移。然后利用小波结合卡尔曼滤波的动态滤波算法对陀螺漂移进行处理,检验算法的有效性。再对INS和SINS分别建模,通过提出的动态滤波算法对甲板变形仿真数据进行处理,并且进行了滤波前后的频谱图对比,随后将滤波后的数据经微分几何计算出变形轨迹的曲率及挠率,同时定位...
【文章来源】：沈阳理工大学辽宁省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外发展现状
1.3 本文研究内容和结构安排
第2章 甲板变形检测系统原理及构成
2.1 检测系统的原理与构成
2.2 甲板变形参数计算
2.2.1 微分几何基本知识
2.2.2 甲板的曲率挠率参数计算
2.3 惯性器件
2.3.1 MEMS加速度传感器
2.3.2 MEMS角速度传感器
2.4 本章小结
第3章 动态野值剔除滤波算法
3.1 动态滤波算法
3.1.1 动态滤波算法原理
3.1.2 Daubechies小波
3.2 陀螺漂移建模
3.2.1 陀螺漂移自回归滑动平均模型
3.2.2 陀螺漂移动态滤波模型
3.2.3 陀螺漂移动态滤波仿真
3.3 本章小结
第4章 动态惯性检测系统建模
4.1 舰船运动基准模型
4.2 甲板变形检测系统模型
4.2.1 着舰甲板检测模型
4.2.2 滑跃起飞甲板检测模型
4.3 本章小结
第5章 舰船甲板变形动态检测系统仿真结果与分析
5.1 舰船运动仿真结果与分析
5.2 着舰甲板变形仿真结果与分析
5.2.1 着舰甲板变形角速度
5.2.2 着舰甲板变形频谱分析
5.2.3 着舰甲板变形曲率、挠率及位置
5.3 滑跃起飞甲板变形仿真结果与分析
5.3.1 滑跃起飞甲板变形角速度
5.3.2 滑跃起飞甲板变形频谱分析
5.3.3 滑跃起飞甲板变形曲率、挠率及位置
5.4 本章小结
第6章 舰船甲板变形动态检测系统实验验证
6.1舰船甲板变形动态检测实验
6.1.1 实验方案
6.1.2 实验器材
6.1.3 实验过程
6.2 着舰甲板变形动态检测实验数据分析
6.2.1 着舰甲板实验数据ARMA模型
6.2.2 着舰甲板实验数据滤波处理
6.3 滑跃起飞甲板变形动态检测实验数据分析
6.3.1 滑跃起飞甲板实验数据ARMA模型
6.3.2 滑跃起飞甲板实验数据滤波处理
6.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]MEMS陀螺随机误差建模及补偿算法研究[J]. 赵桂玲,陈剑秋,王硕. 测绘与空间地理信息. 2018(08)
[2]基于Kalman滤波器的MEMS陀螺随机误差分析与建模补偿[J]. 张晓峰,张加书,包旭馨,蒋孝勇,李孟委. 电子器件. 2018(03)
[3]基于时变ARMA模型的MEMS陀螺随机误差补偿技术[J]. 宋金龙,石志勇,王律化,王海亮. 光子学报. 2018(07)
[4]MEMS陀螺随机误差建模与Kalman滤波方法[J]. 张伟. 现代导航. 2018(02)
[5]ARMA模型的MEMS陀螺随机误差卡尔曼补偿方法[J]. 孙伟,吴增林,耿诗涵,王宇航. 测绘科学. 2017(12)
[6]陀螺漂移误差建模与滤波[J]. 李杰,郑伦贵,王建中. 传感技术学报. 2017(05)
[7]基于小波变换与卡尔曼滤波结合的GM（1,1）模型在高铁隧道沉降变形分析中的应用[J]. 高红,文鸿雁,李运健,聂光裕,杨志. 现代隧道技术. 2016(04)
[8]基于FGU的船体变形测量技术中时间延迟补偿方法研究[J]. 徐博,陈春,史宏洋,郭宇. 船舶力学. 2015(10)
[9]Hull deformation measurement for spacecraft TT&C ship by Photogrammetry[J]. LIU HaiBo,SUN Cong,ZHANG YueQiang,LIU XinMing,LIU JinBo,ZHANG XiaoHu,YU QiFeng. Science China（Technological Sciences）. 2015(08)
[10]基于改进阈值函数的小波去噪算法研究[J]. 惠飞,史昕,赵祥模,杨澜. 现代电子技术. 2011(12)
博士论文
[1]光纤捷联惯性组合导航系统建模及滤波技术研究[D]. 顾姗姗.南京航空航天大学 2016
[2]像机链位姿传递摄像测量方法及船体变形测量研究[D]. 姜广文.国防科学技术大学 2010
硕士论文
[1]陀螺随机误差的分析、建模与滤波研究[D]. 张红磊.哈尔滨工业大学 2018
[2]舰载机滑跃起飞控制与视景仿真研究[D]. 李康伟.南京航空航天大学 2016
[3]舰船结构变形预报与统计分析[D]. 孙佳丽.哈尔滨工程大学 2013
[4]船体变形角的数学建模及其测量方法研究[D]. 陈晓光.哈尔滨工程大学 2013
[5]基于小波变换的自适应滤波算法的分析与应用[D]. 王晓丹.延边大学 2008
本文编号：3643177
【文章来源】：沈阳理工大学辽宁省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外发展现状
1.3 本文研究内容和结构安排
第2章 甲板变形检测系统原理及构成
2.1 检测系统的原理与构成
2.2 甲板变形参数计算
2.2.1 微分几何基本知识
2.2.2 甲板的曲率挠率参数计算
2.3 惯性器件
2.3.1 MEMS加速度传感器
2.3.2 MEMS角速度传感器
2.4 本章小结
第3章 动态野值剔除滤波算法
3.1 动态滤波算法
3.1.1 动态滤波算法原理
3.1.2 Daubechies小波
3.2 陀螺漂移建模
3.2.1 陀螺漂移自回归滑动平均模型
3.2.2 陀螺漂移动态滤波模型
3.2.3 陀螺漂移动态滤波仿真
3.3 本章小结
第4章 动态惯性检测系统建模
4.1 舰船运动基准模型
4.2 甲板变形检测系统模型
4.2.1 着舰甲板检测模型
4.2.2 滑跃起飞甲板检测模型
4.3 本章小结
第5章 舰船甲板变形动态检测系统仿真结果与分析
5.1 舰船运动仿真结果与分析
5.2 着舰甲板变形仿真结果与分析
5.2.1 着舰甲板变形角速度
5.2.2 着舰甲板变形频谱分析
5.2.3 着舰甲板变形曲率、挠率及位置
5.3 滑跃起飞甲板变形仿真结果与分析
5.3.1 滑跃起飞甲板变形角速度
5.3.2 滑跃起飞甲板变形频谱分析
5.3.3 滑跃起飞甲板变形曲率、挠率及位置
5.4 本章小结
第6章 舰船甲板变形动态检测系统实验验证
6.1舰船甲板变形动态检测实验
6.1.1 实验方案
6.1.2 实验器材
6.1.3 实验过程
6.2 着舰甲板变形动态检测实验数据分析
6.2.1 着舰甲板实验数据ARMA模型
6.2.2 着舰甲板实验数据滤波处理
6.3 滑跃起飞甲板变形动态检测实验数据分析
6.3.1 滑跃起飞甲板实验数据ARMA模型
6.3.2 滑跃起飞甲板实验数据滤波处理
6.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]MEMS陀螺随机误差建模及补偿算法研究[J]. 赵桂玲,陈剑秋,王硕. 测绘与空间地理信息. 2018(08)
[2]基于Kalman滤波器的MEMS陀螺随机误差分析与建模补偿[J]. 张晓峰,张加书,包旭馨,蒋孝勇,李孟委. 电子器件. 2018(03)
[3]基于时变ARMA模型的MEMS陀螺随机误差补偿技术[J]. 宋金龙,石志勇,王律化,王海亮. 光子学报. 2018(07)
[4]MEMS陀螺随机误差建模与Kalman滤波方法[J]. 张伟. 现代导航. 2018(02)
[5]ARMA模型的MEMS陀螺随机误差卡尔曼补偿方法[J]. 孙伟,吴增林,耿诗涵,王宇航. 测绘科学. 2017(12)
[6]陀螺漂移误差建模与滤波[J]. 李杰,郑伦贵,王建中. 传感技术学报. 2017(05)
[7]基于小波变换与卡尔曼滤波结合的GM（1,1）模型在高铁隧道沉降变形分析中的应用[J]. 高红,文鸿雁,李运健,聂光裕,杨志. 现代隧道技术. 2016(04)
[8]基于FGU的船体变形测量技术中时间延迟补偿方法研究[J]. 徐博,陈春,史宏洋,郭宇. 船舶力学. 2015(10)
[9]Hull deformation measurement for spacecraft TT&C ship by Photogrammetry[J]. LIU HaiBo,SUN Cong,ZHANG YueQiang,LIU XinMing,LIU JinBo,ZHANG XiaoHu,YU QiFeng. Science China（Technological Sciences）. 2015(08)
[10]基于改进阈值函数的小波去噪算法研究[J]. 惠飞,史昕,赵祥模,杨澜. 现代电子技术. 2011(12)
博士论文
[1]光纤捷联惯性组合导航系统建模及滤波技术研究[D]. 顾姗姗.南京航空航天大学 2016
[2]像机链位姿传递摄像测量方法及船体变形测量研究[D]. 姜广文.国防科学技术大学 2010
硕士论文
[1]陀螺随机误差的分析、建模与滤波研究[D]. 张红磊.哈尔滨工业大学 2018
[2]舰载机滑跃起飞控制与视景仿真研究[D]. 李康伟.南京航空航天大学 2016
[3]舰船结构变形预报与统计分析[D]. 孙佳丽.哈尔滨工程大学 2013
[4]船体变形角的数学建模及其测量方法研究[D]. 陈晓光.哈尔滨工程大学 2013
[5]基于小波变换的自适应滤波算法的分析与应用[D]. 王晓丹.延边大学 2008
本文编号：3643177
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3643177.html
