动力定位船舶水动力参数快速在线辨识方法技术

技术编号:46562252 阅读:1 留言:0更新日期:2025-10-10 21:14
本发明专利技术公开了一种动力定位船舶水动力参数快速在线辨识方法,基于蒙特卡洛和物理信息神经网络设计了适用于水动力系数辨识的动力定位船舶水动力参数在线辨识模型VMC‑PINN,在该网络中,通过变分分布学习网络权重的概率表示,采用Dropout进行蒙特卡洛近似推断,增强了PINNs对噪声数据和模型不确定性的双阶鲁棒性。同时还设计了不确定性量化算法和参数在线更新的动态调整机制,有效解决船舶运动耦合动力学中的多源不确定性问题,实现了强干扰环境下可量化不确定性的快速在线水动力参数辨识。本发明专利技术开发的在线辨识框架为动力定位控制系统自适应参数更新提供了参考,能够显著提高控制精度和安全裕度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及船舶控制,尤其涉及一种动力定位船舶水动力参数快速在线辨识方法


技术介绍

1、近年来,随着海洋资源开发与利用的不断深入,动力定位船舶在深海作业、海洋工程等领域发挥着不可替代的作用。动力定位系统的核心在于通过推进器推力实时抵消环境干扰,而精确的水动力参数辨识是保证控制系统鲁棒性与精度的关键。传统水动力参数辨识方法多基于离线实验数据,如平面运动机构试验(pmm)和旋臂试验,但此类方法难以反映船舶在实际复杂海况下的动态特性(fossen,2011)。因此,在线辨识技术逐渐成为研究热点,其能够在船舶运行过程中实时更新水动力模型参数,为自适应控制提供数据支撑。

2、在早期阶段,基于系统辨识理论的经典方法占据主导地位,例如最小二乘法通过最小化预测误差平方和实现参数估计(fossen),卡尔曼滤波则利用状态空间模型和递归算法处理动态系统中的噪声干扰(balakrishnan)。这类方法虽然计算效率较高,但其核心假设要求系统动力学方程具有线性或弱非线性特征,难以准确刻画船舶在波浪、海流耦合作用下的强非线性水动力响应。

<p>3、随着船舶作业本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种动力定位船舶水动力参数快速在线辨识方法,其特征在于,构建水动力参数在线辨识模型,用于动力定位船舶水动力参数快速在线辨识,所述水动力参数在线辨识模型的构建过程包括:

2.根据权利要求1所述的动力定位船舶水动力参数快速在线辨识方法,其特征在于,所述白箱模型通过将传统动力学模型去除公共系数矩阵后得到。

3.根据权利要求1所述的动力定位船舶水动力参数快速在线辨识方法,其特征在于,所述损失函数如下:

4.根据权利要求1所述的动力定位船舶水动力参数快速在线辨识方法,其特征在于,所述步骤S2中,采用变分推断对网络权重W进行概率建模:>

5.根据权利...

【技术特征摘要】

1.一种动力定位船舶水动力参数快速在线辨识方法,其特征在于,构建水动力参数在线辨识模型,用于动力定位船舶水动力参数快速在线辨识,所述水动力参数在线辨识模型的构建过程包括:

2.根据权利要求1所述的动力定位船舶水动力参数快速在线辨识方法,其特征在于,所述白箱模型通过将传统动力学模型去除公共系数矩阵后得到。

3.根据权利要求1所述的动力定位船舶水动力参数快速在线辨识方法,其特征在于,所述损失函数如下:

4.根据权利要求1所述的动力定位船舶水动力参数快速在线辨识方法,其特征在于,所述步骤s2中,采用变分推断对网络权重w进行概率建模:

5.根据权利要求4所述的动力定位船舶水动力参数快速在线辨识方法,其特征在于:<...

【专利技术属性】
技术研发人员:王一听王磊杨建民丁明
申请(专利权)人:上海交通大学
类型:发明
国别省市:

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