1000米采礦船動力定位的推力系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著人類對海洋開發(fā)的深入和地域的擴展,船舶動力定位系統(tǒng)(Dynamic Positioning System簡稱DPS)被賦予了重要的使命.船舶動力定位是依靠自身的動力,在控制系統(tǒng)的指揮下抵抗外界的干擾(風、浪和海流等),使其保持某一位置和艏向、懸停于空間任何一定點位置.它具有不受海水深度影響、定位準確快速、操作方便等特點.船舶動力定位系統(tǒng)由三部分組成:測量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及推力(執(zhí)行)系統(tǒng).本文是針對實際工程項目——1000米采礦船動

2、力定位提出的需求進行的研究,主要方向是1000米采礦船動力定位推力系統(tǒng)的初步設(shè)計研究.本文首先從理論研究出發(fā)確定了船舶動力定位的數(shù)學模型,包括船舶數(shù)學模型所采用的兩種坐標系,低頻運動和高頻運動的數(shù)學模型及環(huán)境因素的數(shù)學模型.在數(shù)學模型的基礎(chǔ)上,建立了船舶動力定位的測量系統(tǒng),主要內(nèi)容為位置測量設(shè)備、艏向測量設(shè)備及一些傳感器.然后分析了船舶動力定位執(zhí)行機構(gòu)——推力器的特點并進行了初步設(shè)計,這是本文的核心部分,本部分從推力器的一般性能、分類和

3、所需最大功率開始,對1000米采礦船動力定位推力器的特點進行了分析,逐步建立起本船動力定位推力器的配置方案,進行了驅(qū)動方式的選擇和控位能力分析,得到比較合理的推力器配置方案.最后,建立了推力器的驅(qū)動模型和對推力分配單元進行了分析研究.驅(qū)動模型中包括原動機、推力控制系統(tǒng)及反饋和性能傳感器,推力分配單元負責把來自動力定位控制器的合力和合力矩分配到各個推力器上去,本文對此問題做了具體研究并用Matlab工具箱做了仿真,仿真結(jié)果滿足動力定位要求