面向船舶動(dòng)力定位的控制方法研究及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開(kāi)發(fā).pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展，對(duì)能源的需求也在與日俱增，迫切需要開(kāi)采海洋油氣資源。而海洋油氣開(kāi)采過(guò)程中需要開(kāi)采設(shè)備在海上保持相對(duì)固定的位置，然而我國(guó)南海環(huán)境復(fù)雜惡劣，水深在傳統(tǒng)錨泊定位法的可操作范圍之外，因此作業(yè)的平臺(tái)和船舶需要?jiǎng)恿Χㄎ幌到y(tǒng)來(lái)保持自身位置。動(dòng)力定位系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)就是作業(yè)時(shí)不受水深的限制，且系統(tǒng)布設(shè)方便、無(wú)需先期準(zhǔn)備，靈活性強(qiáng)。
　　為了系統(tǒng)的研究動(dòng)力定位系統(tǒng)，本文闡述了船舶動(dòng)力定位技術(shù)的歷史由來(lái)，介紹了動(dòng)力定位系統(tǒng)的

2、分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)現(xiàn)狀，研究了當(dāng)今主流動(dòng)力定位系統(tǒng)的技術(shù)路線(xiàn)和系統(tǒng)構(gòu)成。在此基礎(chǔ)上研究了動(dòng)力定位控制算法，并設(shè)計(jì)和制造了船舶平臺(tái)，并利用了此平臺(tái)進(jìn)行了湖泊實(shí)驗(yàn)。
　　控制算法是決定動(dòng)力定位系統(tǒng)性能優(yōu)劣的核心，本文工作一大重點(diǎn)在動(dòng)力定位算法的研究上。文中首先給出了船舶在地球坐標(biāo)系和船舶坐標(biāo)系中的位置以及兩種坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方式，然后在理論上建立了動(dòng)力定位船舶的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和船舶在自然水體中受風(fēng)、浪、流等外界干擾因素下的干擾模型，在這些

3、理論分析的基礎(chǔ)上創(chuàng)新性的提出了模糊動(dòng)力定位控制算法。最后結(jié)合理論模型完成了仿真實(shí)驗(yàn)，全文最后還借助實(shí)驗(yàn)船在湖泊中進(jìn)行了動(dòng)力定位實(shí)驗(yàn)，實(shí)際檢驗(yàn)了該動(dòng)力定位算法的控制效果。
　　本文的另一部分工作是實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建，即湖泊環(huán)境動(dòng)力定位實(shí)驗(yàn)船的搭建，文中后半部分以較大的篇幅分章節(jié)敘述了設(shè)計(jì)制造一艘動(dòng)力定位實(shí)驗(yàn)船的完整過(guò)程。搭建該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的目的在于檢驗(yàn)和評(píng)估控制算法的效果，為今后的研究提供一個(gè)測(cè)試平臺(tái)。文章從機(jī)械設(shè)計(jì)、電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)和控制軟件