深水半潛式支持平臺主要用于海上支持作業(yè),支持平臺在工作時需要實現(xiàn)和多種類型的生產(chǎn)平臺進行靠泊。半潛式支持平臺靠泊路徑跟蹤控制技術(shù)是指能夠保證平臺在深海復(fù)雜海況下,使得平臺跟蹤設(shè)定路徑,確保平臺順利完成靠泊任務(wù)。論文以“深水半潛式支持平臺研發(fā)專項--平臺系泊及靠泊性能研究”課題為背景,針對半潛式支持平臺靠泊操縱復(fù)雜、易受環(huán)境干擾、傳統(tǒng)操作依賴經(jīng)驗等問題,對半潛式支持平臺靠泊路徑跟蹤控制技術(shù)進行了研究�；诟倪M免疫記憶粒子群算法及環(huán)境最優(yōu)艏向控制方法,設(shè)計了平臺靠泊路徑跟蹤控制器,為實現(xiàn)半潛式支持平臺安全、平穩(wěn)靠泊提供了依據(jù)。論文主要研究工作如下:（1）建立了半潛式支持平臺運動數(shù)學(xué)模型和環(huán)境載荷模型,并對風(fēng)載荷、浪載荷、流載荷進行了仿真計算;綜合考慮船舶靠泊平臺作業(yè)規(guī)范、鉆井平臺操作規(guī)范等國際規(guī)范,以半潛式支持平臺靠泊FPSO的安全性、易操作性、經(jīng)濟性為目標(biāo),介紹了靠泊過程操作依據(jù)和階段劃分,并基于GPOPS建立了靠泊路徑。（2）針對靠泊第一、三階段,設(shè)計靠泊路徑跟蹤PID控制器;針對PID控制器參數(shù)難以整定的問題,引入粒子群優(yōu)化算法,同時為解決粒子群算法中慣性權(quán)重調(diào)節(jié)機制的局限性,引入粒... 

【文章頁數(shù)】：79 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 國內(nèi)外研究進展
        1.2.1 動力定位控制簡介
        1.2.2 國內(nèi)外靠泊控制研究進展
        1.2.3 國內(nèi)外路徑跟蹤控制研究進展
    1.3 論文研究內(nèi)容與章節(jié)安排
第2章 相關(guān)數(shù)學(xué)模型與目標(biāo)靠泊路徑
    2.1 支持平臺模型與環(huán)境載荷
        2.1.1 坐標(biāo)系與運動變量描述
        2.1.2 支持平臺模型
        2.1.3 環(huán)境載荷
    2.2 目標(biāo)靠泊路徑
        2.2.1 靠泊操作依據(jù)與靠泊階段劃分
        2.2.2 獲取靠泊路徑
    2.3 本章小結(jié)
第3章 基于改進IM-PSO的靠泊路徑跟蹤控制器設(shè)計
    3.1 基于PID的靠泊路徑跟蹤控制器設(shè)計
        3.1.1 PID控制算法
        3.1.2 基于PID的靠泊路徑跟蹤控制器設(shè)計及仿真
    3.2 基于改進PSO的靠泊路徑跟蹤控制器設(shè)計
        3.2.1 粒子群簡介
        3.2.2 改進PSO優(yōu)化算法
        3.2.3 基于改進PSO的控制器設(shè)計及仿真
    3.3 基于改進IM-PSO的靠泊路徑跟蹤控制器設(shè)計
        3.3.1 IM-PSO優(yōu)化算法
        3.3.2 改進IM-PSO優(yōu)化算法
        3.3.3 基于改進IM-PSO的控制器設(shè)計及仿真
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于環(huán)境最優(yōu)艏向的靠泊路徑跟蹤控制器設(shè)計
    4.1 環(huán)境最優(yōu)艏向簡介
    4.2 環(huán)境最優(yōu)艏向控制器設(shè)計
        4.2.1 縱蕩控制器
        4.2.2 艏搖控制器
    4.3 基于環(huán)境最優(yōu)艏向的靠泊路徑跟蹤控制器設(shè)計
    4.4 仿真分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 靠泊路徑跟蹤控制系統(tǒng)仿真設(shè)計與工程案例
    5.1 靠泊路徑跟蹤控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
    5.2 靠泊路徑跟蹤控制系統(tǒng)主要模塊
        5.2.1 支持平臺
        5.2.2 環(huán)境載荷
        5.2.3 濾波與狀態(tài)估計
        5.2.4 控制器
        5.2.5 推力分配
    5.3 工程案例
        5.3.1 支持平臺與推進器主要參數(shù)
        5.3.2 靠泊對象與靠泊海況
        5.3.3 仿真結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
    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)論文及科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]基于離散系統(tǒng)理論的動力定位船舶控制方法研究[D]. 邵興超.哈爾濱工程大學(xué) 2015

碩士論文
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[2]基于預(yù)測控制的動力定位系統(tǒng)控制器設(shè)計[D]. 曹園山.中國艦船研究院 2017
[3]基于Gauss偽譜法的泊車軌跡規(guī)劃算法[D]. 李瀟傲.上海交通大學(xué) 2015
[4]船舶動力定位系統(tǒng)定位能力分析[D]. 廣超越.武漢理工大學(xué) 2011
[5]基于設(shè)計波法的艦船整船有限元強度分析[D]. 樊佳.華中科技大學(xué) 2011
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本文編號：3680584