半潛平臺(tái)動(dòng)力定位系統(tǒng)的評(píng)估及優(yōu)化研究.pdf

1、由于對(duì)深水海洋資源的探索需求不斷增加,傳統(tǒng)的多點(diǎn)錨泊定位已經(jīng)不能滿(mǎn)足深海海域的定位作業(yè)要求。而應(yīng)用于半潛平臺(tái)等海洋設(shè)備的動(dòng)力定位系統(tǒng)則較好的適應(yīng)了深海定位作業(yè)的要求,解決了傳統(tǒng)錨泊定位所面臨的在經(jīng)濟(jì)成本、安裝技術(shù)、作業(yè)水深等方面的一系列難題,而且具有定位精度高、響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)安全、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
　　 動(dòng)力定位系統(tǒng)通過(guò)位置信息系統(tǒng)檢測(cè)當(dāng)前船位相對(duì)于參考點(diǎn)的偏差,采集環(huán)境參數(shù),計(jì)算使船舶恢復(fù)到設(shè)定位置所需要的推力,并對(duì)推力系統(tǒng)

2、的推力器進(jìn)行推力分配,確定各推力器的推進(jìn)方向、大小,從而使船舶保持在設(shè)定的艏向和位置上。推力系統(tǒng)推力器輸出的推力大小和輸出功率的分配、總能量的消耗、推力器個(gè)數(shù)的選擇以及位置的布置是一個(gè)優(yōu)化計(jì)算的過(guò)程。
　　 本文主要綜述了國(guó)內(nèi)外動(dòng)力定位系統(tǒng)及推力系統(tǒng)推力分配優(yōu)化算法的研究進(jìn)展及發(fā)展現(xiàn)狀,討論了動(dòng)力定位系統(tǒng)選用的推力器形式、推力器的一些基本性能參數(shù),以及推力器和船體、推力器之間等方面的水動(dòng)力干擾,并給出了推力減額系數(shù)的計(jì)算方法和推

3、力減額的幾種處理方案,通過(guò)對(duì)比得出了最優(yōu)的處理方法。
　　 本文根據(jù)一具體的半潛平臺(tái)在一定海域中受到的風(fēng)、浪、流環(huán)境荷載的估算結(jié)果,利用非線(xiàn)性規(guī)劃方法并應(yīng)用MATLAB優(yōu)化工具箱編程對(duì)推力器推力進(jìn)行優(yōu)化分配計(jì)算,并以推力系統(tǒng)抵抗外荷載能力為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算了半潛平臺(tái)動(dòng)力定位系統(tǒng)的定位能力評(píng)估曲線(xiàn)。綜合考慮到失效模式及動(dòng)力定位系統(tǒng)操縱性、安全性、經(jīng)濟(jì)性及響應(yīng)速度等方面的因素,對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了分析比選和評(píng)價(jià),通過(guò)計(jì)算對(duì)比,最終確定最合理的推