卢东庆 宋 飞

（1.海军91878部队 湛江524031；2.海军工程大学 船舶与动力学院 武汉430033）

0 引 言

舰艇在海洋环境下要进行安全有效的作业任务，操作装备需要具备波浪补偿功能。通过波浪补偿，可以大大增强海上作业的安全性、高效性和可靠性。目前国内外研究较多的是主动式海浪补偿技术，该补偿技术的基础是对船舶未来有效时间内的姿态进行可靠预报［1］。模型预测控制策略大多采用滚动时域控制，这类控制策略的缺点是：当过程时间常数较大时，模型参数较多且计算量大，因此只适合开环稳定的控制对象［2-3］。 自回归模型（AR 模型）、广义预测控制（GPC）［4-5］参数模型则为最小化模型，参数少，计算量大大减少，可及时修正参数变化产生的预测模型误差，鲁棒性强，可用于波浪补偿系统的预测控制。

1 主动式波浪补偿系统组成

1.1 船舶运动姿态数据采集模块

主要是通过加速度传感器和倾角传感器采集船舶的六自由度信号，经过一定的信号处理和数值计算，可得到重物支撑定滑轮的升沉信号。本文采用的捷联式测量系统是将运动物体上点的瞬时加速度投影到惯性坐标系中，然后通过对惯性坐标系下加速度的积分求出位移［6］。

1.2 数据处理模块

主要通过数字低通滤波器消除零漂、零偏、高频噪声等对加速度传感器输出信号的影响。对加速度积分可得到速度值，对该速度值再次积分，即可得到位移量，再将计算值作为新的历史数据存入计算机。

1.3 控制单元模块

由数据处理模块得到的升沉量，利用预测算法对舰船下一时刻的运动进行预报，预报值由位移量换算成所需脉冲数传送至PLC；……