锚泊辅助动力定位系统锚链及推进器复合失效研究

发布时间：2020-11-01 17:49

　　 目前,人类对于海洋资源的开采逐渐地从浅水海域转移到了深海,这也对浮式海洋结构物的定位提出了更高的要求。锚泊定位以及动力定位是工程中常见的两种浮式海洋结构物定位方法,其中锚泊系统结构简单、具有较高的经济性;动力定位系统的使用则不受水深的限制。而新出现的锚泊辅助动力定位作为一种新型的定位方式,兼具了前两种定位方式的特点,具有定位精度高、功率消耗低、系统安全性高等优点。随着锚泊辅助动力定位系统的应用越来越广泛,对于锚泊辅助动力定位系统的研究也逐渐深入。本文正是在这样的背景下,运用时域模拟的方法,对锚泊辅助动力定位系统开展了以下的相关研究:1)在锚泊辅助动力定位系统数学模型的基础上,借助matlab/simulink的动态仿真平台,完成了锚泊辅助动力定位系统时域模拟程序的搭建。并且以一艘半潜式海洋平台为对象,对其锚泊辅助动力定位系统以及动力定位系统进行了时域模拟。2)运用所建立的锚泊辅助动力定位系统时域模拟程序对实际工程中可能出现的锚链及推进器复合失效情况进行了时域模拟,得到了各种失效模式下平台的运动响应、定位精度以及功率消耗,并以此评估平台定位的安全性。其中一些有益结论可在实际工程中提供一定的参考价值。3)为优化锚泊辅助动力定位系统的功率消耗情况,提出了一种新的控制策略,并将其应用在锚泊辅助动力定位系统的时域模拟中。通过分析时域模拟的结果,可以证明采用该控制策略能有效地降低锚泊辅助动力定位系统功率消耗,提高平台定位的经济性。综上所述,本文基于锚泊辅助动力定位系统的数学模型,完成了锚泊辅助动力定位系统时域模拟程序的搭建。此外,对于平台定位过程中锚链及推进器复合失效、功率优化等问题进行了较为深入的研究,所得到的一些结论在实际的工程应用中具有一定的参考价值。
【学位单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U664.82;U674.38
【部分图文】：

且提高了定位精度；相较于单独的动力定位推进器功率的消耗，并且使得系统更加稳定[3]。洋结构物主要定位方式简介在海洋工程领域中，锚泊定位以及动力定位是工程实践中它们各自的特点和适用情况均有所不同。通常情况下，锚，且常用于浅水的情况。而动力定位通常用于深水的情以上，或用于对浮式海洋结构物定位精度要求特别高的情气资源开采逐渐向深海转移，对浮式海洋结构物的定位能进而出现了锚泊辅助动力定位系统，这是一种结合了前面型定位系统，具有定位精度高，冗余度高、安全性好，功

除此之外，由于深水中悬链线式锚泊系统的展开面积非海底管线的铺设带来一定的影响，所以悬链线式锚泊并不合材料的不断发展，出现了新的系泊缆材料，为了解决悬水情况的问题，出现了一种新的锚泊方式：张紧式锚泊锚泊系统是通过对系泊缆施加一定的预张力使其呈现拉覆盖水域的面积。此外，张紧式锚泊是通过系泊缆的轴向潜平台受到外界环境载荷作用而偏离平衡位置时，将会引长，从而提供更大的轴向拉力限制平台的运动。张紧式锚取尼龙等轻质合成纤维，具有重量轻、强度高等优点。张悬链线式锚泊在深水情况下自重大，覆盖水域过大的缺况的性能优越的系泊系统。

图 1-3 张紧式锚泊系统Fig 1-3 Taut mooring system位系统系统相较于锚泊定位系统发展起步较晚，但是随着海海转移，动力定位凭借着在深海油气资源开采方面的。系统是一个闭环控制系统，它由计算机系统控制，可物的位置和艏向或使船舶沿预先设定的轨迹运动。浮载荷作用偏离目标位置后，位置参考系统将持续地获标定位位置相比较，得到两者的差值。控制系统通过式海洋结构物返回目标位置推力系统所需提供的合力中设置的推力分配策略来将合力以及合力矩分配到各
【参考文献】

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1 邹刚;王磊;刘翰林;;锚泊辅助动力定位系统艏向控制模式研究[J];海洋工程;2013年05期

2 王洪超;王磊;张峰;;锚泊辅助动力定位系统推力器故障模式影响分析[J];海洋工程;2013年01期

3 张峰;王磊;李勇跃;;锚泊辅助动力定位系统单缆失效影响研究[J];海洋工程;2012年03期

4 周利;王磊;;船舶动力定位系统与锚泊辅助动力定位系统的时域模拟比较[J];船海工程;2009年04期

5 余龙,谭家华;基于准静定方法的多成分锚泊线优化[J];海洋工程;2005年01期

6 赵志高,杨建民,王磊,程俊勇;动力定位系统发展状况及研究方法[J];海洋工程;2002年01期

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1 徐胜文;动力定位能力分析方法与控制算法研究[D];上海交通大学;2016年

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1 张峰;深水半潜式钻井平台锚泊辅助动力定位系统失效模式影响研究[D];上海交通大学;2013年

2 李博;动力定位系统的环境力前馈研究[D];上海交通大学;2013年

3 于芳芳;深水平台锚泊系统的锚泊性能研究[D];天津大学;2012年

4 张炳夫;深水动力辅助锚泊系统联合定位设计研究[D];大连理工大学;2009年

本文编号：2865879