王化明，岳彩宇，陈 林，王恒家，娄贞光

(1.浙江海洋大学船舶与海运学院，浙江舟山 316022；2.浙江海洋大学东海科学技术学院，浙江舟山 316000)

船舶航向控制是船舶运动控制的主要内容之一。在实际船舶航行中，船舶拥有良好的航向控制性能，能够保证航行的安全、降低能源损耗。随着控制理论的发展，将控制算法[1-4]应用在船舶控制当中，实现对船舶航向的自动控制。在低海况下，控制算法可以精确地控制船舶航向，但是船舶在高海况下航行时，船舶的控制性能会迅速下降，这是由于高海况下船舶以非线性运动为主，且随机波浪对船舶运动状态的影响很大以及控制算法与船舶状态变量的交互影响所造成的。通过对船舶状态变量进行滤波处理，得到其真实状态值，从而可以更有效地控制船舶的航向。因此滤波算法在对船舶航向控制性能提升方面具有重要意义。

目前，利用整体型船舶运动模型研究船舶在水面运动，主要是仅考虑在静水条件下，未考虑环境扰动对船舶运动的影响，如WANG Xuegang,et al[5]基于整体型船舶模型在静水条件下利用支持向量机对船舶运动黑箱建模。实际生活中，环境扰动对船舶运动影响非常大，如风、水流、波浪等，其中波浪影响特别明显，因此需要考虑波浪的影响，建立一种船舶扰动模型来准确地描述船舶的运动情况。在平稳随机过程的波浪作用下，船舶扰动呈现的是一种非平稳非随机过程，属于一种非常复杂的非线性运动，船舶每一时刻运动变量都会在真实状态附近上下波动，因此通过滤波算法估计得到船舶运动变量的真实状态很有必要。……