动力定位船测量系统故障诊断与报警技术研究

发布时间：2020-11-05 16:09

　　近年来,随着经济的发展,资源的匮乏,人们将目光投向了大海,人类对海洋的探索的热情越发高涨,海洋工程技术随着人类的逐步探索发展也越来越快。动力定位船是科技含量较高的海洋装备,在海洋探索中有着重要的意义,主要应用于船舶的定位控制作业、海底铺管及海底电缆铺设、海上救援等海洋工程领域。动力定位系统的原理是利用自身推进装置自动的保持船舶的固定位置和预设航迹,主要有测量系统、控制系统和推进系统,其中,测量系统的精确度将直接地影响整体系统的可靠性。本文重点对动力定位船测量系统的故障诊断和报警技术进行研究,重点包括以下几个方面:首先,阐述了动力定位船故障诊断和报警系统的背景及意义,并针对故障诊断进行分类就定性分析法和定量分析法展开详细地介绍;对集中型、集散型和分布式现场总线型报警技术展开了深入的研究。其次,介绍了船舶在海洋中的坐标系,船舶的运动变量,动力定位船运动的特点及三自由度运动模型;并介绍了船舶低频、高频、风、浪、流模型,最后通过仿真验证了船模的准确性。再次,介绍了动力定位船中常用的传感器包括位置参考系统和其他传感器;介绍了传感器常见的故障类型和典型故障的数学模型;并详细的介绍了动力定位船测量系统中DGPS、水声、张紧索和电罗经的故障的类型、相关性能指标、故障的原因和维护措施。然后,介绍了动力定位船中传感器的故障诊断方法,采用了阈值检测和智能诊断相结合的办法,先对单个或多个传感器进行故障检测,然后用支持向量机对单个传感器故障类型识别。针对传感器多种类型故障的特点,采用了决策树中二叉树结合支持向量机的算法实现多种类型故障的智能诊断;针对支持向量机中参数具有不确定性,但却影响诊断正确率的问题,选择性能最优的粒子群算法对其参数寻优;为了使训练集的数据特征更加明显,用差值法对传感器测量数据进行处理,并以基于时间窗口的策略实现传感器的在线诊断,并以电罗经和DGPS为例,对该方法进行了验证。最后,介绍了动力定位船报警系统所用到的主要技术,对动力定位船报警现场总线控制报警系统进行了整体设计,并介绍了模拟量和开关量的报警原理,报警系统软件设计的原理、数据库和软件功能,最后列举了电罗经和DGPS的常见报警信息和测量系统报警软件界面实现。
【学位单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP212;U672
【部分图文】：

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