動力定位系統(tǒng)時域分析是動力定位系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一,時域分析是通過時域模擬鉆井平臺動力定位過程中位置、艏向的狀態(tài)及各個推進(jìn)器隨著位置、艏向改變的響應(yīng)歷程,可為實際工程設(shè)計提供參考,有利于進(jìn)一步有效提高平臺定位精度,因此動態(tài)時域分析在動力定位系統(tǒng)設(shè)計中有著重要作用。本文針對動力定位系統(tǒng)模型、狀態(tài)估計方法和時域仿真方法進(jìn)行了研究,并基于時域分析法,采用Matlab的Simulink模塊,完成了動力定位系統(tǒng)時域分析實例研究;最后以海洋鉆井平臺為研究對象,對其定位能力進(jìn)行了實例分析。論文主要工作如下:（1）介紹了鉆井平臺動力定位的坐標(biāo)系和相關(guān)數(shù)學(xué)模型,包含平臺本身和環(huán)境載荷等模塊。研究了平臺在靜水中和正常作業(yè)情況下的動力學(xué)方程,給出了低頻、高頻運動數(shù)學(xué)模型,研究了水動力導(dǎo)數(shù)、風(fēng)浪流環(huán)境載荷作用力和力矩的計算方法。（2）對動力定位系統(tǒng)中狀態(tài)估計方法進(jìn)行了研究,介紹了狀態(tài)估計對象的數(shù)學(xué)模型以及相對應(yīng)的狀態(tài)空間方程式。研究了幾種非線性狀態(tài)估計算法的改進(jìn)方法:首先研究了擴(kuò)展卡爾曼濾波;為解決其存在的線性化程度不高的問題,引入了無跡卡爾曼濾波;為解決非高斯逼近、非線性系統(tǒng)的問題,引入了粒子濾波;最后為了彌... 

【文章來源】：江蘇科技大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 動力定位系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 動力定位系統(tǒng)的構(gòu)成
        1.2.2 狀態(tài)估計研究現(xiàn)狀
        1.2.3 動力定位時域分析方法的研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的研究內(nèi)容與章節(jié)安排
第2章 鉆井平臺動力定位系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)學(xué)模型
    2.1 坐標(biāo)系
    2.2 低頻運動數(shù)學(xué)模型
    2.3 高頻運動數(shù)學(xué)模型
    2.4 環(huán)境載荷模型
        2.4.1 風(fēng)載荷模型
        2.4.2 浪載荷模型
        2.4.3 流載荷模型
    2.5 本章小結(jié)
第3章 動力定位狀態(tài)估計研究
    3.1 狀態(tài)空間模型
    3.2 非線性狀態(tài)估計方法
        3.2.1 擴(kuò)展卡爾曼濾波
        3.2.2 無跡卡爾曼濾波
        3.2.3 粒子濾波
        3.2.4 改進(jìn)的MCMC粒子濾波
    3.3 動力定位狀態(tài)估計仿真與分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 動力定位時域仿真系統(tǒng)設(shè)計
    4.1 時域仿真總體結(jié)構(gòu)
    4.2 時域分析仿真模塊
        4.2.1 平臺模塊
        4.2.2 環(huán)境載荷模塊
        4.2.3 運動狀態(tài)估計模塊
        4.2.4 控制器模塊
        4.2.5 推力分配模塊
    4.3 動力定位時域分析方法
        4.3.1 動力定位時域分析評判標(biāo)準(zhǔn)
        4.3.2 單次定位仿真方法
        4.3.3 極限風(fēng)速曲線計算方法
        4.3.4 推進(jìn)器利用率曲線計算方法
    4.4 鉆井平臺動力定位時域仿真
    4.5 本章小結(jié)
第5章 鉆井平臺動力定位時域分析實例
    5.1 981平臺主要參數(shù)
    5.2 981平臺工況
    5.3 981平臺動力定位時域分析
        5.3.1 極限風(fēng)速與推進(jìn)器利用率曲線
        5.3.2 平臺運動時歷曲線
    5.4 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
    論文研究工作總結(jié)
    展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及學(xué)術(shù)成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]UKF和PF融合算法在動力定位船舶狀態(tài)估計中的應(yīng)用研究[J]. 曹園山,孫強(qiáng).  艦船科學(xué)技術(shù). 2017(05)
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博士論文
[1]粒子濾波改進(jìn)算法及其應(yīng)用研究[D]. 曹蓓.中國科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機(jī)械研究所) 2012

碩士論文
[1]動力定位船舶位置參考系統(tǒng)的信息融合[D]. 王權(quán)權(quán).大連海事大學(xué) 2014
[2]半潛式平臺混合式定位系統(tǒng)定位能力研究[D]. 陳靜.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[3]動力定位推力系統(tǒng)水動力干擾研究[D]. 張申.上海交通大學(xué) 2011



本文編號：3164070