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摘要: 在海洋环境的动力定位场景中,准确预测船舶运动对于提供作业预警信息和运动补偿支持至关重要。针对该场景下船舶运动变化迅速且呈现强非线性的难点,本研究结合物理模型和数据驱动模型的优势,提出了一种船舶运动预测混合模型算法。该混合模型采用物理模块对船舶运动进行初步预测,并通过纠偏模块修正误差。在此基础上,引入控制力预测模块实现物理模块参数的更新以提高预测精度。研究中采用动力定位模型试验数据用于混合模型的训练和测试,并针对预测时长和训练样本数量对模型性能开展深入评估。结果表明,针对纵荡、横荡、首摇运动,混合模型预测未来15 s运动的精度相比长短期记忆(LSTM)网络提高了15%~57%,在运动波峰波谷处的提升最为明显,且在处理分布不均的数据集时具有更强的预测稳定性。综上所述,混合模型具有更高的精度和稳定性,有望为海洋环境中的动力定位作业提供更准确、更稳定的预警信息和运动补偿支持。
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