發(fā)布時(shí)間：2017-03-20 19:03

  本文關(guān)鍵詞：半潛式平臺動力定位系統(tǒng)推力分配優(yōu)化算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 動力定位是依靠自身的動力,在控制系統(tǒng)的指揮下抵抗外界的干擾(風(fēng)、浪和海流等),使其保持某一位置和艏向。它具有不受海水深度影響、定位準(zhǔn)確快速、操作方便等特點(diǎn)。其中,推力分配是動力定位系統(tǒng)的重要組成,本文以配有八個(gè)全回轉(zhuǎn)推近器的半潛式平臺為對象,以遺傳算法為基礎(chǔ),提出了一種合理高效地解決動力定位系統(tǒng)推力分配問題的方法。 首先,本文在介紹了多全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器的推力分配策略和遺傳算法理論的基礎(chǔ)上,建立了推力分配的數(shù)學(xué)模型,并根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)的需要給出了優(yōu)化算法的優(yōu)化目標(biāo)及各種約束條件,接著在遺傳算法基本操作步驟的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)了本論文的針對八個(gè)全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器的推力分配優(yōu)化算法。 然后,作者給出了環(huán)境陣風(fēng)和平臺運(yùn)動數(shù)學(xué)模型,為了進(jìn)行仿真計(jì)算,文中詳細(xì)介紹了針對本半潛式平臺的控制器的設(shè)計(jì)、陣風(fēng)的模擬以及平臺的運(yùn)動仿真等幾部分,同時(shí)對所使用的平臺的運(yùn)動數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了驗(yàn)證。 最后,介紹了推力分配優(yōu)化算法在動態(tài)控位中的應(yīng)用研究。文章首先給出了幾個(gè)典型環(huán)境下(風(fēng)向角分別為45°、225°和315°,平均風(fēng)速為10m/s)的平臺運(yùn)動仿真曲線以及各個(gè)全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器的推力大小和方位角變化曲線,并根據(jù)優(yōu)化算法的優(yōu)化目標(biāo)和約束條件對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析,結(jié)果證明本文所設(shè)計(jì)的推力分配在不同環(huán)境陣風(fēng)干擾下能夠有效的對控制器的控制命令進(jìn)行分配。同時(shí)還對遺傳算法適應(yīng)度函數(shù)以及參數(shù)對推力分配的影響進(jìn)行了仿真研究。
【關(guān)鍵詞】：遺傳優(yōu)化算法 推力分配 動力定位 全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器 推力系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：U664.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 緒論9-20
• 1.1 課題的背景及課題的意義9-10
• 1.2 半潛式平臺及其定位方式10-12
• 1.3 船舶動力定位系統(tǒng)概述12-13
• 1.4 推力分配策略研究的意義13-15
• 1.5 國內(nèi)外推力分配算法研究現(xiàn)狀15-17
• 1.5.1 國內(nèi)外多全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器的推力分配研究15-16
• 1.5.2 遺傳算法的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.6 遺傳算法的優(yōu)點(diǎn)17-18
• 1.7 本文主要研究內(nèi)容18-19
• 1.8 本章小結(jié)19-20
• 第2章 半潛式平臺動力定位系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型和仿真計(jì)算20-37
• 2.1 動力定位系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型20-26
• 2.1.1 環(huán)境陣風(fēng)的數(shù)學(xué)模型20-22
• 2.1.2 平臺運(yùn)動數(shù)學(xué)模型22-26
• 2.2 控制器26-27
• 2.3 動力定位系統(tǒng)的仿真計(jì)算27-32
• 2.3.1 陣風(fēng)的模擬27-30
• 2.3.2 半潛式平臺運(yùn)動仿真30-32
• 2.4 系統(tǒng)仿真流程圖32-34
• 2.5 平臺運(yùn)動數(shù)學(xué)模型的驗(yàn)證34-36
• 2.6 本章小結(jié)36-37
• 第3章 基于遺傳算法的多全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器推力分配研究37-60
• 3.1 半潛式平臺的推力分配策略37-42
• 3.1.1 推力分配概述37-40
• 3.1.2 推力分配的限制條件40-41
• 3.1.3 推力分配的目標(biāo)41
• 3.1.4 禁區(qū)和死區(qū)41-42
• 3.2 遺傳算法42-50
• 3.2.1 遺傳算法的基本思想42-43
• 3.2.2 遺傳算法的特點(diǎn)43-44
• 3.2.3 編碼與適應(yīng)度44-46
• 3.2.4 浮點(diǎn)遺傳算法的收斂性46-50
• 3.3 基于遺傳算法的推力分配研究50-59
• 3.3.1 全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器的參數(shù)及布置情況50-51
• 3.3.2 推力分配問題的數(shù)學(xué)模型51-53
• 3.3.3 基于遺傳算法的推力分配過程53-59
• 3.3.3.1 遺傳算法中的編碼與適應(yīng)度53-54
• 3.3.3.2 推力分配遺傳算法的主要步驟54-59
• 3.4 本章小結(jié)59-60
• 第4章 推力分配優(yōu)化算法在動態(tài)控位中的應(yīng)用研究60-84
• 4.1 不同風(fēng)向角時(shí)的仿真計(jì)算及分析61-75
• 4.2 調(diào)節(jié)適應(yīng)度函數(shù)時(shí)的仿真及分析75-79
• 4.2.1 總推力的權(quán)值系數(shù)變化76-77
• 4.2.2 回轉(zhuǎn)力矩誤差權(quán)值系數(shù)變化77-79
• 4.3 選取不同遺傳算法參數(shù)時(shí)的仿真及分析79-82
• 4.3.1 種群大小選取79-80
• 4.3.2 不同交叉和變異概率的影響80-82
• 4.3.3 不同進(jìn)化最大代數(shù)的對比分析82
• 4.4 本章小結(jié)82-84
• 結(jié)論84-85
• 參考文獻(xiàn)85-89
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及取得的科研成果89-90
• 致謝90

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