動(dòng)力定位系統(tǒng)的推力分配研究.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)的迅猛發(fā)展和人類生活水平的提高，使得人類對各類資源的需求量越來越大。近年來，隨著陸地和近海資源的日漸枯竭，人類對深海的開發(fā)越來越頻繁。由于傳統(tǒng)的錨泊技術(shù)無法滿足深海作業(yè)的要求，越來越多的海洋平臺(tái)和船舶采用了動(dòng)力定位系統(tǒng)。
　　動(dòng)力定位系統(tǒng)能利用自身推進(jìn)器產(chǎn)生的推力來抵消外界力，從而使船舶或海洋平臺(tái)保持在指定位置或者沿著期望的軌跡運(yùn)動(dòng)。作為動(dòng)力定位系統(tǒng)的重要組成部分，推力分配的主要作用是根據(jù)動(dòng)力定位所需要的總推力來計(jì)算各推進(jìn)

2、器的最優(yōu)推力，使動(dòng)力定位系統(tǒng)的相關(guān)性能得到提升。
　　本文以“新海虎9”號(hào)耙吸式挖泥船為研究對象，該船的特點(diǎn)是采用了槳/舵組合。因此文中重點(diǎn)研究了以槳/舵組合為主推的推力分配問題，這比采用全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器的推力分配問題要困難的多。
　　文中針對槳/舵組合這個(gè)研究對象，建立對應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)和約束條件。目標(biāo)函數(shù)中主要考慮能源消耗的最小化、艏向最優(yōu)、推進(jìn)器機(jī)械磨損最少、最小化推進(jìn)器最大推力等幾方面。約束中主要考慮推力、力矩的平衡，推進(jìn)器

3、的推力區(qū)域，舵角變化率，推力變化率等限制。
　　文中分別采用了序列二次規(guī)劃算法和自適應(yīng)混沌粒子群算法兩種優(yōu)化算法來處理推力分配問題。這兩種算法各有優(yōu)缺點(diǎn)，比如前者穩(wěn)定快速，但易陷入局部收斂；后者是一種改進(jìn)后的智能仿生算法，結(jié)構(gòu)簡單、全局收斂、易于實(shí)現(xiàn)，但運(yùn)算時(shí)間較長。在不同的測試環(huán)境條件下，代入適當(dāng)參數(shù)進(jìn)行仿真測試，經(jīng)過多次仿真得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，上述兩種算法均能達(dá)到預(yù)期效果。相對于序列二次規(guī)劃算法，自適應(yīng)混沌粒子群算法所得結(jié)果更