船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)是支持海洋工程平臺(tái)/船舶作業(yè)的重要設(shè)備,在海上作業(yè)平臺(tái)/船舶上均有重要且廣泛的應(yīng)用。操縱動(dòng)力定位船舶要求船長(zhǎng)持有動(dòng)力定位操作員證書,動(dòng)力定位操作員適任培訓(xùn)主要分為授課、模擬器培訓(xùn)以及實(shí)船操作培訓(xùn)。其中,在模擬器培訓(xùn)中需要使用動(dòng)力定位模擬器。目前,國(guó)內(nèi)尚未研制出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)且功能完善的動(dòng)力定位模擬器,相關(guān)設(shè)備主要依賴于國(guó)外進(jìn)口。本文在深入研究動(dòng)力定位模擬器相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)后,完成如下工作:1.建立船舶動(dòng)力定位三自由度數(shù)學(xué)模型,基于課題組前期研究成果搭建動(dòng)力定位高層控制器模型,著重研究動(dòng)力定位中推力分配策略及定位能力分析兩部分內(nèi)容。針對(duì)多約束推力分配問(wèn)題的技術(shù)難點(diǎn),提出基于RDHS+SQP混合算法的推力分配策略,與偽逆法,序列二次規(guī)劃（SQP）及和聲搜索算法（HS）等常規(guī)推力分配策略進(jìn)行仿真比較,驗(yàn)證該算法在低功耗下的精確性;針對(duì)逐步增加環(huán)境載荷的常規(guī)定位能力分析算法在時(shí)效性上的不足,提出SQP與二分搜索相互配合的定位能力分析算法,有效提高計(jì)算速度滿足軟件所需時(shí)效性,并通過(guò)實(shí)船海試數(shù)據(jù)驗(yàn)證該定位能力分析算法的正確性。2.利用QT設(shè)計(jì)UI界面,配合動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的方式構(gòu)建船舶動(dòng)力... 

【文章來(lái)源】：集美大學(xué)福建省

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【圖文】：

動(dòng)力定位系統(tǒng)圖

力定位系統(tǒng)推力分配之中，實(shí)現(xiàn)完成定位作業(yè)要求情況下的能源優(yōu)化[23]；Yadav, Pariksh等人使用改進(jìn)的和聲搜索算法來(lái)進(jìn)行半潛式石油鉆井平臺(tái)推力分配策略的設(shè)計(jì)，并且與遺傳算法以及和聲搜索算法相互比較，在仿真驗(yàn)證中體現(xiàn)了改進(jìn)和聲搜索算法在推力分配中存在的優(yōu)越性[24]；Zhao Da-wei 等人提出一種自適應(yīng)的遺傳算法，也取得較好的分配效果[25]。相較于群智能優(yōu)化算法，在推力分配問(wèn)題上序列二次規(guī)劃以及偽逆法也是兩種使用較為廣泛的分配算法。與隨機(jī)性相對(duì)較大的群智能優(yōu)化算法不同，解析式算法在計(jì)算速度上具備一定的優(yōu)勢(shì)，而時(shí)效性又是動(dòng)力定位模擬器軟件設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的一個(gè)問(wèn)題。就該層面而言，在動(dòng)力定位模擬器軟件設(shè)計(jì)中，解析式的推力分配策略應(yīng)為優(yōu)先考慮的方案。故相關(guān)的研究也是動(dòng)力定位系統(tǒng)中探討的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。李立國(guó)就某鋪管起重船的推力系統(tǒng)使用序列二次規(guī)劃算法求解推力分配問(wèn)題，在與遺傳算法相互比較計(jì)算結(jié)果之后指出序列二次規(guī)劃在運(yùn)行速度以及對(duì)約束條件處理上優(yōu)于遺傳算法[26]；施小成等人通過(guò)組合偏置與偽逆法在推力分配中的算法比較，設(shè)計(jì)了自適應(yīng)組合偏置策略，并且在仿真中進(jìn)行驗(yàn)證[27]Mingyu Fu 等人在搭載擺線螺旋槳的動(dòng)力定位船舶中使用序列二次規(guī)劃算法實(shí)現(xiàn)推力分配通過(guò)船舶模型的軌跡線表現(xiàn)分配的結(jié)果符合定位需求[28]。

集美大學(xué)碩士學(xué)位論文 船舶動(dòng)力定位模擬器學(xué)員機(jī)操作軟件開發(fā)對(duì)環(huán)境載荷的預(yù)告，對(duì)動(dòng)力定位系統(tǒng)定位能力進(jìn)行評(píng)估分析[15]3-3。吳艷艷在時(shí)域和頻域上對(duì)動(dòng)力定位系統(tǒng)的定位能力進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，并自行設(shè)計(jì)定位能力分析軟件[29]。1.2.3 動(dòng)力定位模擬器集成工作研究現(xiàn)狀圖 1-1 為動(dòng)力定位模擬器主要組成部分，其中包括 DP 操作員學(xué)員機(jī)，教師工作站以及三維顯示工作站，其中 DP 操作員學(xué)員機(jī)用于培訓(xùn)人員操作，教師工作站則用于設(shè)置海洋環(huán)境及一系列輔助培訓(xùn)的相關(guān)參數(shù)，三維顯示工作站用于教師工作站設(shè)計(jì)的海洋環(huán)境以及學(xué)員機(jī)對(duì)船舶模型的操作的實(shí)時(shí)顯示，使培訓(xùn)人員能獲取更好的操作沉浸感。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]基于自動(dòng)代碼生成的ABS控制策略開發(fā)與測(cè)試[D]. 田一凡.吉林大學(xué) 2017
[4]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的船舶動(dòng)力定位控制方法研究[D]. 楊錫森.哈爾濱工程大學(xué) 2017
[5]自適應(yīng)混合智能優(yōu)化算法及其船舶動(dòng)力定位應(yīng)用研究[D]. 任鳳坤.集美大學(xué) 2016
[6]船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)及其操控界面開發(fā)[D]. 施吉偉.大連海事大學(xué) 2014
[7]船舶動(dòng)力定位模擬器中的推力系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉學(xué)軍.集美大學(xué) 2014
[8]基于Qt的電子地圖子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 郁劍偉.電子科技大學(xué) 2012
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