本文關(guān)鍵詞：動力定位系統(tǒng)的定位精度與功率優(yōu)化研究

  更多相關(guān)文章： 動力定位 定位精度優(yōu)化 功率消耗優(yōu)化 加速度反饋 禁止角 錨泊輔助動力定位

【摘要】：動力定位(DP)系統(tǒng)基于其良好的定位能力和安全性被廣泛地應(yīng)用于海洋工程領(lǐng)域。動力定位系統(tǒng)的定位精度和功率消耗是衡量其定位優(yōu)劣的重要指標(biāo)，所以對于這些指標(biāo)的優(yōu)化就變得非常重要。本文首先對動力定位系統(tǒng)的時域模擬原理進(jìn)行了介紹，對一裝有動力定位系統(tǒng)的半潛式平臺進(jìn)行了時域模擬，分析了其推力器失效模式對平臺定位精度和功率消耗的影響，為動力定位系統(tǒng)的故障模式與影響分析提供了參考。同時，當(dāng)出現(xiàn)動力定位推力器失效情況下，則失效推力器和相鄰?fù)屏ζ鞯臉?槳干擾可以忽略，通過取消失效推力器相鄰?fù)屏ζ鞯慕菇菂^(qū)域，使其他正常工作的推力器能夠更充分地發(fā)揮作用保持平臺位置，從而對平臺的定位精度和功率消耗進(jìn)行優(yōu)化。 錨泊輔助動力定位是一種結(jié)合了動力定位系統(tǒng)和錨泊系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)的定位方式。本文提出了兩種措施來對一裝配有錨泊輔助動力定位系統(tǒng)的半潛式平臺定位精度和功率消耗進(jìn)行了優(yōu)化。第一種措施是在外界環(huán)境力載荷方向變化不大時拉緊迎風(fēng)纜繩并松弛背風(fēng)纜繩；第二種措施是當(dāng)出現(xiàn)動力定位推力器失效情況下，取消失效推力器相鄰?fù)屏ζ鞯慕菇菂^(qū)域。鑒于兩種措施均能有效改善平臺的定位精度和功率消耗，將兩種措施結(jié)合在一起進(jìn)行了進(jìn)一步優(yōu)化。提出的相關(guān)措施為工程實(shí)踐提供了相關(guān)參考。 對于動力定位的控制系統(tǒng)優(yōu)化，，可以通過加入帶有加速度反饋的PID控制來對控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，通過對一裝有動力定位系統(tǒng)的駁船進(jìn)行時域模擬后發(fā)現(xiàn)，加速度反饋可以有效改善動力定位系統(tǒng)的定位精度。對于慣性較小的船舶，很容易在外界環(huán)境載荷的作用下發(fā)生偏移，此時加速度反饋對定位精度的優(yōu)化非常有效。選擇合適的加速度增益大小，隨著加速度反饋增益的增大，駁船的偏移會越來越小，然而，過大的加速度增益可能反而會降低動力定位系統(tǒng)的定位精度。
【關(guān)鍵詞】：動力定位 定位精度優(yōu)化 功率消耗優(yōu)化 加速度反饋 禁止角 錨泊輔助動力定位
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U664.82
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 引言12-14
• 1.2 動力定位系統(tǒng)簡介14-20
• 1.2.1 動力定位系統(tǒng)發(fā)展史14-15
• 1.2.2 動力定位系統(tǒng)基本原理15
• 1.2.3 動力定位系統(tǒng)組成15-17
• 1.2.4 動力定位系統(tǒng)的分級17-18
• 1.2.5 動力定位系統(tǒng)分類18-20
• 1.3 本文研究內(nèi)容20-21
• 1.3.1 研究內(nèi)容20
• 1.3.2 創(chuàng)新點(diǎn)20-21
• 1.4 本章小結(jié)21-22
• 第二章 動力定位系統(tǒng)時域模擬原理22-50
• 2.1 引言22-23
• 2.2 運(yùn)動方程及坐標(biāo)系定義23-26
• 2.2.1 地球參考坐標(biāo)系23
• 2.2.2 大地坐標(biāo)系23-24
• 2.2.3 隨體坐標(biāo)系24
• 2.2.4 耐波性坐標(biāo)系24-25
• 2.2.5 大地坐標(biāo)系和隨體坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換25-26
• 2.2.6 大地坐標(biāo)系和耐波性坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換26
• 2.3 海上浮體的外部受力26-39
• 2.3.1 風(fēng)力26-28
• 2.3.2 流力28-29
• 2.3.3 波浪力29-37
• 2.3.4 錨鏈系泊力37
• 2.3.5 推力器推力37-38
• 2.3.6 阻尼力38-39
• 2.4 質(zhì)量-阻尼-剛度系統(tǒng)39-41
• 2.5 耐波性模型與操縱性模型結(jié)合41-44
• 2.5.1 耐波性模型41-42
• 2.5.2 操縱性模型42-43
• 2.5.3 兩種模型結(jié)合43-44
• 2.6 運(yùn)動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與操縱性44-49
• 2.6.1 不穩(wěn)定系統(tǒng)45-46
• 2.6.2 直線穩(wěn)定性46-47
• 2.6.3 方向穩(wěn)定性47
• 2.6.4 位置穩(wěn)定性47-49
• 2.7 本章小結(jié)49-50
• 第三章 動力定位失效模式優(yōu)化50-63
• 3.1 引言50
• 3.2 動力定位常用推力器種類50-53
• 3.2.1 主推力器51
• 3.2.2 槽道推力器51-52
• 3.2.3 全回轉(zhuǎn)推力器52-53
• 3.2.4 吊艙推力器53
• 3.3 推進(jìn)器水動力干擾53-55
• 3.3.1 槳-船干擾53-54
• 3.3.2 槳-槳干擾54-55
• 3.4 禁止角55-56
• 3.5 數(shù)值計(jì)算實(shí)例56-62
• 3.5.1 數(shù)值計(jì)算56-58
• 3.5.2 動力定位系統(tǒng)失效模式分析58-60
• 3.5.3 失效模式下的定位精度優(yōu)化60-62
• 3.6 本章小結(jié)62-63
• 第四章 錨泊輔助動力定位系統(tǒng)優(yōu)化63-74
• 4.1 引言63-64
• 4.2 數(shù)值計(jì)算64-72
• 4.2.1 計(jì)算模型64
• 4.2.2 不采取任何措施64-67
• 4.2.3 采取措施一67-70
• 4.2.4 采取措施二70-71
• 4.2.5 兩種措施相結(jié)合71-72
• 4.3 本章小結(jié)72-74
• 第五章 動力定位控制系統(tǒng)優(yōu)化74-101
• 5.1 引言74
• 5.2 濾波器與非線性觀測器設(shè)計(jì)74-86
• 5.2.1 低通濾波75-77
• 5.2.2 陷波濾波器77-80
• 5.2.3 非線性無源觀測器設(shè)計(jì)80-86
• 5.3 PID 控制方法86-88
• 5.3.1 PID 介紹86-87
• 5.3.2 PID 參數(shù)設(shè)置87-88
• 5.4 加速度反饋88-100
• 5.4.1 控制系統(tǒng)的反饋與前饋88-89
• 5.4.2 加速度反饋89-91
• 5.4.3 數(shù)值模擬91-100
• 5.5 本章小結(jié)100-101
• 第六章 結(jié)論與展望101-103
• 6.1 全文總結(jié)101-102
• 6.2 展望102-103
• 參考文獻(xiàn)103-108
• 致謝108-109
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文109-110
• 攻讀碩士學(xué)位期間申請的專利情況110

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 孫攀;王磊;王亮;;深水半潛平臺錨泊輔助動力定位系統(tǒng)功率消耗研究[J];海洋工程;2010年03期

2 周利;王磊;;船舶動力定位系統(tǒng)與錨泊輔助動力定位系統(tǒng)的時域模擬比較[J];船海工程;2009年04期

本文編號：579890