[發明專利]基于改進表決算法的三冗余船舶動力定位艏向測量方法

有效

• 申請號: 201210419913.8
• 申請日: 2012-10-29
• 公開（公告）號: CN102944216A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 丁福光;劉菊娥;孫行衍;吳朝暉;趙波;陳翠和;寧繼鵬;黃福祥;陳善瑤;趙大威;唐照東;蔡連博
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;海洋石油工程股份有限公司;哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01C1/00
• 分類號: G01C1/00
• 代理公司: 天津三元專利商標代理有限責任公司 12203
• 代理人: 高鳳榮

1.一種基于改進表決算法的三冗余船舶動力定位艏向測量方法，其特征在于：采用以下步驟：

第一步：由艏向測量單元測出艏向值；

第二步：通過權值分配單元將艏向測量單元測量所得的艏向值，再通過方差自學習加權的方法得到各自的權值；

第三步：由故障初判斷單元將艏向測量單元的測量值進行加權求得測量均值，并將三個傳感器的輸入值分別減去加權平均值，再對其求絕對值得E1、E2、E3，然后，將E1、E2、E3與門限值t1作比較，若均小于門限值t1，則認為無故障，直接進入數據融合單元進行數據融合；若E1、E2、E3中有任何一個大于t1，則認為出現故障，需要進行故障再判斷；

第四步：由故障再判斷單元分別將傳感器當前的輸入值與前一時刻系統的輸出值做差值，再取絕對值，若絕對值小于預定的門限值t2，且傳感器最近一段時間測的艏向變化率要與當前的舵角和航速所決定的艏向變化率相接近，則認為該傳感器正常；否則，判斷為故障；

第五步：由數據融合單元將故障的數據排除后，對剩余的數據重新分配權值進行加權。

2.根據權利要求1所述的基于改進表決算法的三冗余船舶動力定位艏向測量方法，其特征在于：所述艏向測量單元由三臺電羅經構成。

3.根據權利要求1所述的基于改進表決算法的三冗余船舶動力定位艏向測量方法，其特征在于：所述權值分配單元采用一種基于方差自學習加權的多傳感器數據融合算法，該算法對待舊測量數據和新測量數據給予不同的權系數，使測量方差逐步趨于最優的過程。

4.根據權利要求1所述的基于改進表決算法的三冗余船舶動力定位艏向測量方法，其特征在于：所述故障初表決單元是由電羅經輸入數據、加權均值模塊、作差模塊和門限值判斷四部分依次串聯組成。

5.根據權利要求1所述的基于改進表決算法的三冗余船舶動力定位艏向測量方法，其特征在于：所述故障再表決單元是通過在故障初表決單元中得到電羅經測量數據，求得各電羅經的測量值變化率，并將其與船舶運動的數學模型中艏向變化率進行比對，求得差值，再通過門限值判斷Ⅱ實現故障判斷，比對的信息為各電羅經的當前數值變化率與當前船舶運動模型所決定的艏向變化率。

6.根據權利要求1所述的基于改進表決算法的三冗余船舶動力定位艏向測量方法，其特征在于：所述第二步中的權值為

Wi(k)=(1Ri‾(k))1Σi=1n1Ri‾(k)]]>

其中，即第k次采樣時第i個傳感器測量方差的估計值。

7.根據權利要求1所述的基于改進表決算法的三冗余船舶動力定位艏向測量方法，其特征在于：所述故障再判斷單元中還設有故障輔助判斷單元，故障輔助判斷單元作為船舶運動過程的運動參數航速和舵角以及船舶運動的數學模型，用于輔助進行故障再表決。