推進(jìn)器是動(dòng)力定位系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu),其接受推力分配邏輯產(chǎn)生的推力指令,做出相應(yīng)的動(dòng)作（轉(zhuǎn)速、方向等）,從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)力定位的功能。不同形式的推進(jìn)器,因其水動(dòng)力性質(zhì)的差異,對(duì)應(yīng)的推力分配邏輯也不相同。推力分配邏輯承擔(dān)著降低動(dòng)力定位系統(tǒng)能量消耗的任務(wù),其性質(zhì)的優(yōu)劣直接決定著動(dòng)力定位系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。然而,一個(gè)優(yōu)良的推力分配邏輯,不僅要實(shí)現(xiàn)能量消耗的最小化,還要考慮使得系統(tǒng)具有良好的操縱性、盡量減小推進(jìn)器的磨損等條件。本文圍繞如何建立具有優(yōu)良性質(zhì)的推力分配邏輯,主要開展了以下工作:1.試圖建立完整的推力分配邏輯的數(shù)學(xué)建模,包括建立準(zhǔn)確的目標(biāo)函數(shù)的數(shù)學(xué)模型以及完整的約束條件的數(shù)學(xué)模型;2.針對(duì)推進(jìn)系統(tǒng)出現(xiàn)的奇異結(jié)構(gòu)現(xiàn)象,從數(shù)學(xué)機(jī)理上對(duì)這種現(xiàn)象的產(chǎn)生進(jìn)行了分析,并采用推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)矩陣的最小奇異值表征系統(tǒng)的奇異程度,在此基礎(chǔ)上,提出了奇異結(jié)構(gòu)的處理方法,建立了基于避免奇異結(jié)構(gòu)的推力分配邏輯;3.由于采用舵槳推進(jìn)器和對(duì)全方位回轉(zhuǎn)推進(jìn)器設(shè)置了禁止角,造成推力分配邏輯中產(chǎn)生了非凸問(wèn)題,本文結(jié)合舵槳推進(jìn)器,研究了對(duì)該類問(wèn)題的處理方法,建立了含有舵槳推進(jìn)器的推進(jìn)系統(tǒng)的推力分配邏輯。 

【文章來(lái)源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：97 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 動(dòng)力定位系統(tǒng)
        1.2.1 動(dòng)力定位系統(tǒng)的發(fā)展
        1.2.2 動(dòng)力定位系統(tǒng)的使命
        1.2.3 動(dòng)力定位系統(tǒng)的組成
        1.2.4 動(dòng)力定位系統(tǒng)的工作原理
    1.3 推力分配邏輯的研究現(xiàn)狀
    1.4 本論文的研究目的和內(nèi)容
第二章 動(dòng)力定位系統(tǒng)的推進(jìn)器
    2.1 推進(jìn)器的一般性能參數(shù)
        2.1.1 螺旋槳的性能參數(shù)
        2.1.2 舵的性能參數(shù)
    2.2 動(dòng)力定位系統(tǒng)中推進(jìn)器的種類
    2.3 本章小結(jié)
第三章 推力分配邏輯的數(shù)學(xué)模型
    3.1 3DOF 運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型
    3.2 推力域(thrust region)
        3.2.1 推力的表示
        3.2.2 推力域
    3.3 目標(biāo)函數(shù)
        3.3.1 單參數(shù)目標(biāo)函數(shù)
        3.3.2 多參數(shù)目標(biāo)函數(shù)
    3.4 約束條件
        3.4.1 力的平衡
        3.4.2 推力損失的處理
        3.4.3 最大推力的限制
        3.4.4 最大功率的限制
        3.4.5 角速率的限制
        3.4.6 奇異結(jié)構(gòu)
    3.5 本章小結(jié)
第四章 奇異結(jié)構(gòu)的分析和處理
    4.1 奇異結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)展
    4.2 奇異結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的數(shù)學(xué)機(jī)理
        4.2.1 奇異結(jié)構(gòu)(singular configuration)
        4.2.2 準(zhǔn)奇異結(jié)構(gòu)(quasi_singular configuration)
    4.3 奇異結(jié)構(gòu)的處理
        4.3.1 直接法
        4.3.2 外點(diǎn)懲罰函數(shù)法
    4.4 本章小結(jié)
第五章 非凸問(wèn)題的研究
    5.1 非凸規(guī)劃問(wèn)題
    5.2 序列二次規(guī)劃算法
    5.3 推力分配邏輯中非凸問(wèn)題的產(chǎn)生
        5.3.1 槳舵推進(jìn)器
        5.3.2 全方位回轉(zhuǎn)推進(jìn)器
    5.4 非凸問(wèn)題的處理
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 主要研究工作總結(jié)和結(jié)論
    6.2 進(jìn)一步研究工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表或錄用的論文
致謝
上海交通大學(xué)學(xué)位論文答辯決議書


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]約束線性二次優(yōu)化控制的多參數(shù)規(guī)劃求解[J]. 張聚,仇耀鑫.  清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2007(S2)
[2]世界海洋油氣開發(fā)現(xiàn)狀及前景展望[J]. 金秋,張國(guó)忠.  國(guó)際石油經(jīng)濟(jì). 2005(03)

碩士論文
[1]過(guò)驅(qū)動(dòng)航天器推力器動(dòng)態(tài)分配方法[D]. 陳寅昕.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[2]半潛式鉆井平臺(tái)動(dòng)力定位推力系統(tǒng)理論設(shè)計(jì)及模型試驗(yàn)研究[D]. 周利.上海交通大學(xué) 2009
[3]深海半潛式平臺(tái)動(dòng)力定位推力系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[D]. 陳恒.上海交通大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3218065