工程船新型四锚定位系统自动化控制设计
发布时间：2020-11-22 09:03
传统工程船舶锚泊定位系统的定位过程主要通过人工视距判定和GPS导向,定位周期长,受到潮汐影响,需要多次修正,人员劳动强度大、定位成本高;另外,在定位过程中,钢绳收放需要人工执行:钢绳过度张紧,容易移锚、损害设备甚至造成人身安全;钢绳松软,造成重复定位和修正次数增大,效率降低。基于传统工程船锚泊定位系统的缺点,提出基于电液控制的锚泊定位系统新方案。本文以东海浅海探矿船的锚泊定位系统为背景,在传统探矿船的锚泊定位系统基础上,引入了电液控制系统来控制锚机锚链的收放,再配合GPS控制系统对探矿船位置实时监控,实现程控自动定位。本文首先对国内外工程船舶锚泊定位技术发展现状进行了综述,介绍了四锚定位系统的工作原理,由于锚机在四锚定位控制系统中是不可或缺的重要组成部分,对锚泊设备及其分类进行了简要叙述。其次详细介绍了在VC下实现对GPS全球定位系统信息的接收以及其定位参数的提取。由于工程船舶施工定位结果为地方坐标系下的平面坐标,需要对GPS坐标进行一系列的坐标转换,因此给出定位数据坐标转换的转换算法,重点建立各步骤坐标转换模型及其程序的实现。然后对四锚定位系统做了方案设计,针对控制领域就PID控制进行了理论介绍,简要介绍了他们的设计方法,并用C++实现四锚定位系统人机界面的设计,功能模块中介绍了工程图纸的导入及小型CAD的实现。针对传统锚机不受于工控主机的控制对其进行电气化改造实现闭环反馈控制,通过八方位单位矢量的划分,实现定位运动矢量。
【学位单位】：浙江海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U664.82
【部分图文】：
作业定位精度低，无法大面积覆盖施工区域，需要进行施工区域划区域一次抛锚起锚作业（单次作业周期增加 4 小时），最大覆盖区；自主研发定位系统的实现，精度的提高对区域覆盖和划分都有所度可得覆盖区域达到 0.25km2，减少起锚抛锚周期 75%，施工周期周期的 17%。何实现大面积覆盖和跨作业点位移的问题上，将采用四锚发散抛锚交叉抛锚为发散抛锚法，对四锚八方向做单位矢量实验计算，得出、右、右下、下、左下八个方向的单位矢量，作为修正系统中的全船舶驶进施工区域后抛锚，进行 DGPS 系统计算得出目标矢量值，若干个单位矢量值的修正系数，系统调用单位矢量常量，复合修正。最终通过目标设定值评定位移精度，完成单次定位。在定位周期机进行数值运算，以毫秒为单位，对定位周期来看可忽略不计。单过目标设定值与实际误差计算得出，每当超出±5cm/1km3范围时，因而单次修正位移矢量值较小，单次定位周期十分短暂。进而进行证了船舶始终在准确的定位点施工作业。
第二章 工程船四锚定位系统的工作原理2.2 工程船锚泊定位系统介绍锚泊定位系统通常由以下三个子系统组成：（1）传感检测系统——用于检测工程船角度/位置以及其环境信息等参数。（2）锚泊系统——安装在甲板各部分绞车机构，产生拉力来拖动工程船移动。（3）控制系统——工控系统根据由传感检测系统所提供的信息来选择合适的算法控制锚泊系统。工程船锚舶定位整体系统图如图 2-1 所示。
1-锚 2-锚链 3-锚机 4-液压管路 5-信号线 6-甲板7-GPS 设备 8-工控机 9-PLC 控制器 10-液压电控设备图 2-2 四锚定位系统内部结构图Fig 2.2 The internal structure diagram of Four Anchor Positioning System2.4 本章小结本章主要从锚泊系统及其工作原理出发，简单的介绍了一下锚泊设备的分类。针对传统的定位系统提出了新型的四锚定位系统，并介绍了本文的四锚定位系统控制方式。
【引证文献】
本文编号：2894454
【学位单位】：浙江海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U664.82
【部分图文】：
作业定位精度低，无法大面积覆盖施工区域，需要进行施工区域划区域一次抛锚起锚作业（单次作业周期增加 4 小时），最大覆盖区；自主研发定位系统的实现，精度的提高对区域覆盖和划分都有所度可得覆盖区域达到 0.25km2，减少起锚抛锚周期 75%，施工周期周期的 17%。何实现大面积覆盖和跨作业点位移的问题上，将采用四锚发散抛锚交叉抛锚为发散抛锚法，对四锚八方向做单位矢量实验计算，得出、右、右下、下、左下八个方向的单位矢量，作为修正系统中的全船舶驶进施工区域后抛锚，进行 DGPS 系统计算得出目标矢量值，若干个单位矢量值的修正系数，系统调用单位矢量常量，复合修正。最终通过目标设定值评定位移精度，完成单次定位。在定位周期机进行数值运算，以毫秒为单位，对定位周期来看可忽略不计。单过目标设定值与实际误差计算得出，每当超出±5cm/1km3范围时，因而单次修正位移矢量值较小，单次定位周期十分短暂。进而进行证了船舶始终在准确的定位点施工作业。
第二章 工程船四锚定位系统的工作原理2.2 工程船锚泊定位系统介绍锚泊定位系统通常由以下三个子系统组成：（1）传感检测系统——用于检测工程船角度/位置以及其环境信息等参数。（2）锚泊系统——安装在甲板各部分绞车机构，产生拉力来拖动工程船移动。（3）控制系统——工控系统根据由传感检测系统所提供的信息来选择合适的算法控制锚泊系统。工程船锚舶定位整体系统图如图 2-1 所示。
1-锚 2-锚链 3-锚机 4-液压管路 5-信号线 6-甲板7-GPS 设备 8-工控机 9-PLC 控制器 10-液压电控设备图 2-2 四锚定位系统内部结构图Fig 2.2 The internal structure diagram of Four Anchor Positioning System2.4 本章小结本章主要从锚泊系统及其工作原理出发，简单的介绍了一下锚泊设备的分类。针对传统的定位系统提出了新型的四锚定位系统，并介绍了本文的四锚定位系统控制方式。
【引证文献】
相关硕士学位论文 前1条
1 郑雅诗;数据清洗在多雷达数据融合算法中的研究与应用[D];北京邮电大学;2018年
本文编号：2894454
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