面向船舶動力定位的控制方法研究及實驗平臺開發(fā).pdf

1、隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)高速發(fā)展，對能源的需求也在與日俱增，迫切需要開采海洋油氣資源。而海洋油氣開采過程中需要開采設(shè)備在海上保持相對固定的位置，然而我國南海環(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)的平臺和船舶需要動力定位系統(tǒng)來保持自身位置。動力定位系統(tǒng)的最大優(yōu)點就是作業(yè)時不受水深的限制，且系統(tǒng)布設(shè)方便、無需先期準備，靈活性強。
　　為了系統(tǒng)的研究動力定位系統(tǒng)，本文闡述了船舶動力定位技術(shù)的歷史由來，介紹了動力定位系統(tǒng)的

2、分級標(biāo)準和行業(yè)現(xiàn)狀，研究了當(dāng)今主流動力定位系統(tǒng)的技術(shù)路線和系統(tǒng)構(gòu)成。在此基礎(chǔ)上研究了動力定位控制算法，并設(shè)計和制造了船舶平臺，并利用了此平臺進行了湖泊實驗。
　　控制算法是決定動力定位系統(tǒng)性能優(yōu)劣的核心，本文工作一大重點在動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力定位船舶的運動學(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力定位控制算法。最后結(jié)合理論模型完成了仿真實驗，全文最后還借助實驗船在湖泊中進行了動力定位實驗，實際檢驗了該動力定位算法的控制效果。
　　本文的另一部分工作是實驗平臺的搭建，即湖泊環(huán)境動力定位實驗船的搭建，文中后半部分以較大的篇幅分章節(jié)敘述了設(shè)計制造一艘動力定位實驗船的完整過程。搭建該實驗平臺的目的在于檢驗和評估控制算法的效果，為今后的研究提供一個測試平臺。文章從機械設(shè)計、電氣系統(tǒng)設(shè)計和控制軟件