傳統(tǒng)的海上石油鉆井平臺采用的定位方式是錨泊定位,但是錨泊定位有自身缺陷,隨著水深增加,定位精度會不斷降低。本文采用的定位方式是動力定位,定位快速準確并且不受水深影響。動力定位是依靠平臺自身的動力,在控制系統(tǒng)的指導(dǎo)下抵抗風(fēng)、浪和流等外界干擾信號,使得平臺最終穩(wěn)定在目標位置和艏向附近。推力分配系統(tǒng)是動力定位系統(tǒng)重要組成部分,它負責(zé)將控制系統(tǒng)分配的力和力矩信號分配給推進器。本文以非線性鉆進平臺模型為研究對象,設(shè)計了基于多維泰勒網(wǎng)優(yōu)化控制器的控制系統(tǒng),并基于遺傳算法,提出了一種有效地解決推力分配問題的方法。接著利用視景仿真技術(shù)和matlab仿真數(shù)據(jù),完成基于多維泰勒網(wǎng)優(yōu)化控制的鉆井平臺動力定位的三維視景仿真。本文主要內(nèi)容包括以下幾點:1.建立鉆井平臺數(shù)學(xué)模型。分析風(fēng)、浪和流等外界干擾力對平臺的影響,并建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。2.設(shè)計多維泰勒網(wǎng)優(yōu)化控制器。由于高頻信號并不影響動力定位的最終效果,設(shè)計卡爾曼濾波器過濾輸入信號。介紹多維泰勒網(wǎng)理論并設(shè)計多維泰勒網(wǎng)優(yōu)化控制器,使用單純形法優(yōu)化其參數(shù)。考慮到實際中鉆井平臺的參數(shù)不確定性,進行控制器魯棒性仿真實驗,結(jié)果顯示多維泰勒網(wǎng)控制器具有較好的魯棒性。3.... 

【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：120 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

全回轉(zhuǎn)推進器理論上，只需要兩個全回轉(zhuǎn)推進器就可以實現(xiàn)動力定位推力的需求，但是由于每個

東南大學(xué)碩士學(xué)位論文56圖5-13DSMAX軟件三維建模界面主界面主要包含如下幾個部分：菜單欄、工具欄、命令面板、視口等。菜單欄中包含著軟件幾乎所有的命令，按照不同的功能分類在14個不同的菜單命令集中，當然菜單也具有子菜單或者多級子菜單欄。為了方便使用，可以設(shè)置常用操作的一些快捷鍵位，提升工作效率。為了方便開發(fā)人員的操作，3DSMAX將各種常用的建模工具進行劃分整合到工具欄中。命令面板在整個操作界面的右側(cè)，主要包含創(chuàng)建、修改、層次、運動、顯示和工具共6個子面板。視圖窗口是3DSMAX的主要操作區(qū)域，所有對象的編輯和變換操作都是在這個區(qū)域完成的。默認的界面主要顯示頂、前、左和透視四個視口，頂視口可以讓觀察者從頂部觀察整個模型，前視口后視口與頂視口類似，分別從前端和左側(cè)觀察模型，透視視口是通過一個特定的角度是觀察整個模型，可以通過調(diào)整角度獲得預(yù)期的觀察效果。用戶可以通過這四個窗口更深入細致的觀察整個模型的狀態(tài)。5.1.2MultiGenCreatorMultiGenCreator是一個軟件包，由MultiGen公司出品，其主要適用于視景仿真實時三維圖像的創(chuàng)建，具有穩(wěn)定性好，系統(tǒng)可靠，性能優(yōu)越等一系列優(yōu)點。MultiGenCreator與3DS、CAD等建模軟件相比，它具有強大的多邊形建模和矢量建模能力，適用于生成復(fù)雜的大面積地形環(huán)境模型，以及提升模型實時性。它可以通過降低模型的復(fù)雜度簡化模型，提高模型的實時仿真效率，達到優(yōu)化模型的目的。為了后續(xù)仿真中模型實時性的需求，本文使用MultiGenCreator優(yōu)化鉆井平臺模型。MultiGenCreator的操作界面如圖5-2所示。

第五章動力定位三維視景仿真實現(xiàn)57圖5-2MultiGenCreator操作界面5.1.3模型的制作3DSMAX的建模流程主要包括模型的創(chuàng)建與修改、添加材質(zhì)與貼圖、設(shè)置攝影機和燈光、渲染等。鉆井平臺模型創(chuàng)建主要使用了以下幾種建模手段：幾何體建模、多邊體建模。幾何體建模是通過調(diào)用3DSMAX中自帶的標準幾何模型，并修改和編輯幾何模型參數(shù)的建模手法。多邊形建模比較常見，是通過先將目標對象轉(zhuǎn)化為多邊形對象，再編輯修改多邊形對象各個子對象來實現(xiàn)改變整個對象的建模方式。多邊形建模適用于構(gòu)造相對復(fù)雜模型。圖5-3為創(chuàng)建的鉆井平臺初始模型。圖5-3鉆井平臺三維模型線框圖

【參考文獻】：
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