动力定位系统推力分配策略研究
发布时间：2021-02-04 17:45
动力定位系统是一个可以帮助船舶摆脱对锚泊的依赖、依靠自身推进器输出推力来抵抗环境干扰力并保持一定位置和艏向功能的闭环系统。因为其不受作业水深限制,机动性好,定为方便等优点,动力定位系统目前广泛应用在钻井平台、起重船、挖泥船、拖轮等各类型作业设备上。动力定位子系统推力分配环节的功能为:将来自控制器输出的横荡、纵荡方向推力以及艏摇力矩指令,优化高效地分配给每个推进器。如何选择一种较为理想的推力分配方案,会在降低推进器能耗,减小分配误差和推进器机械磨损方面有着重要的意义。课题以江苏省高校自然科学研究面上项目合同为依托,围绕给出推力分配优化方案、解决推力区域的非凸问题以及船舶电力系统易遭受负载冲击等问题作了研究。主要工作如下:1、根据应用对象推进器的配置特点建立了包括推进器能耗、分配误差、推进器角度变化率、奇异配置等优化项在内的目标函数,根据推进器的机械限制条件和系统工作需求分别设置了不等式和等式约束条件,由以上目标函数和约束条件构成推力分配模型。2、以推力分配模型为基础,采用序列二次规划算法给出相应的推力分配方案。针对因设置推力禁区造成的推力区域非凸的问题,引入监督切换控制策略,根据仿真结果...
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 选题的意义和背景
1.2 国内外研究现状与发展趋势
1.2.1 动力定位系统研究现状
1.2.2 功率管理研究现状
1.3 课题主要研究内容
第二章 动力定位系统模型
2.1 动力定位系统简介
2.1.1 动力系统
2.1.2 测量系统
2.1.3 控制系统
2.1.4 推进系统
2.2 船舶运动数学模型
2.2.1 运动变量的定义
2.2.2 坐标系
2.2.3 船舶水动力运动方程
2.3 本章小结
第三章 推力分配模型
3.1 推力分配结构
3.1.1 推力分配目标函数
3.1.2 推力分配约束条件
3.2 推力分配模型
3.3 本章小结
第四章 推力分配优化算法及仿真
4.1 序列二次规划算法基本原理
4.2 序列二次规划算法推力分配仿真验证
4.3 结合监督切换控制推力分配
4.3.1 非凸区域的处理
4.3.2 监督切换控制原理
4.3.3 监督切换控制推力分配仿真验证
4.4 本章小结
第五章 结合功率管理推力分配
5.1 动态负载控制
5.1.1 动态负载推力分配结构
5.1.2 动态负载推力分配目标函数
5.1.3 动态负载推力分配约束条件
5.1.4 约束条件的离散化处理
5.1.5 动态负载控制推力分配仿真验证
5.2 组合推力偏置推力分配策略研究
5.2.1 组合推力偏置的基本原理
5.2.2 偏置量的确定
5.2.3 结合功率管理组合推力偏置
5.2.4 结合功率管理组合推力偏置推力分配仿真
5.3 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文和科研成果
致谢
详细摘要
【参考文献】：
期刊论文
[1]自适应组合偏置推力分配算法[J]. 徐海祥,文武,冯辉. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2016(04)
[2]动力定位系统推力分配算法研究[J]. 张法富,刘波,刘鸿雁,杨辉,周楠. 船海工程. 2013(02)
[3]基于能量最优的组合偏置推力分配算法研究[J]. 施小成,魏玉石,宁继鹏,付明玉,赵大威. 中国造船. 2012(02)
[4]电力推进船舶功率管理系统综述[J]. 尚安利,张达宽,栾诚. 船电技术. 2011(10)
[5]基于能耗最优化的动力定位推力分配逻辑算法研究(英文)[J]. 杨世知,王磊,张申. 船舶力学. 2011(03)
[6]船舶能量管理系统技术[J]. 韩旗,黄一民,张纪元,王硕丰. 船舶工程. 2009(S1)
[7]动力定位系统的推力分配策略研究[J]. 吴显法,王言英. 船海工程. 2008(03)
[8]船舶能量管理系统PMS对策[J]. 罗成汉,陈辉. 中国航海. 2007(04)
[9]船舶电力推进几种典型方式的比较[J]. 高海波,高孝洪,陈辉. 航海技术. 2006(06)
[10]船舶能量管理系统PMS研究[J]. 徐永法,韩旗,杜军,晏顺兆. 中国航海. 2005(03)
硕士论文
[1]船舶动力定位系统推力分配优化算法研究[D]. 郭俊伟.大连海事大学 2016
[2]船舶动力定位系统的推力优化分配研究[D]. 张家铭.大连海事大学 2015
[3]电力推进船舶能量管理系统控制策略研究[D]. 潘志强.武汉理工大学 2014
[4]动力定位船PMS功率再分配控制方法研究[D]. 孙为康.哈尔滨工程大学 2013
[5]粒子蜂群算法及其在DP半潜式平台推力优化分配中的应用[D]. 王宗裔.大连海事大学 2012
[6]铺管起重船动力定位推进器配置研究[D]. 李志旭.哈尔滨工程大学 2011
[7]船舶动力定位系统推力分配优化算法研究[D]. 闫欢欢.大连海事大学 2011
[8]半潜式平台动力定位系统推力分配优化算法研究[D]. 刘曰强.哈尔滨工程大学 2009
本文编号：3018696
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 选题的意义和背景
1.2 国内外研究现状与发展趋势
1.2.1 动力定位系统研究现状
1.2.2 功率管理研究现状
1.3 课题主要研究内容
第二章 动力定位系统模型
2.1 动力定位系统简介
2.1.1 动力系统
2.1.2 测量系统
2.1.3 控制系统
2.1.4 推进系统
2.2 船舶运动数学模型
2.2.1 运动变量的定义
2.2.2 坐标系
2.2.3 船舶水动力运动方程
2.3 本章小结
第三章 推力分配模型
3.1 推力分配结构
3.1.1 推力分配目标函数
3.1.2 推力分配约束条件
3.2 推力分配模型
3.3 本章小结
第四章 推力分配优化算法及仿真
4.1 序列二次规划算法基本原理
4.2 序列二次规划算法推力分配仿真验证
4.3 结合监督切换控制推力分配
4.3.1 非凸区域的处理
4.3.2 监督切换控制原理
4.3.3 监督切换控制推力分配仿真验证
4.4 本章小结
第五章 结合功率管理推力分配
5.1 动态负载控制
5.1.1 动态负载推力分配结构
5.1.2 动态负载推力分配目标函数
5.1.3 动态负载推力分配约束条件
5.1.4 约束条件的离散化处理
5.1.5 动态负载控制推力分配仿真验证
5.2 组合推力偏置推力分配策略研究
5.2.1 组合推力偏置的基本原理
5.2.2 偏置量的确定
5.2.3 结合功率管理组合推力偏置
5.2.4 结合功率管理组合推力偏置推力分配仿真
5.3 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文和科研成果
致谢
详细摘要
【参考文献】：
期刊论文
[1]自适应组合偏置推力分配算法[J]. 徐海祥,文武,冯辉. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2016(04)
[2]动力定位系统推力分配算法研究[J]. 张法富,刘波,刘鸿雁,杨辉,周楠. 船海工程. 2013(02)
[3]基于能量最优的组合偏置推力分配算法研究[J]. 施小成,魏玉石,宁继鹏,付明玉,赵大威. 中国造船. 2012(02)
[4]电力推进船舶功率管理系统综述[J]. 尚安利,张达宽,栾诚. 船电技术. 2011(10)
[5]基于能耗最优化的动力定位推力分配逻辑算法研究(英文)[J]. 杨世知,王磊,张申. 船舶力学. 2011(03)
[6]船舶能量管理系统技术[J]. 韩旗,黄一民,张纪元,王硕丰. 船舶工程. 2009(S1)
[7]动力定位系统的推力分配策略研究[J]. 吴显法,王言英. 船海工程. 2008(03)
[8]船舶能量管理系统PMS对策[J]. 罗成汉,陈辉. 中国航海. 2007(04)
[9]船舶电力推进几种典型方式的比较[J]. 高海波,高孝洪,陈辉. 航海技术. 2006(06)
[10]船舶能量管理系统PMS研究[J]. 徐永法,韩旗,杜军,晏顺兆. 中国航海. 2005(03)
硕士论文
[1]船舶动力定位系统推力分配优化算法研究[D]. 郭俊伟.大连海事大学 2016
[2]船舶动力定位系统的推力优化分配研究[D]. 张家铭.大连海事大学 2015
[3]电力推进船舶能量管理系统控制策略研究[D]. 潘志强.武汉理工大学 2014
[4]动力定位船PMS功率再分配控制方法研究[D]. 孙为康.哈尔滨工程大学 2013
[5]粒子蜂群算法及其在DP半潜式平台推力优化分配中的应用[D]. 王宗裔.大连海事大学 2012
[6]铺管起重船动力定位推进器配置研究[D]. 李志旭.哈尔滨工程大学 2011
[7]船舶动力定位系统推力分配优化算法研究[D]. 闫欢欢.大连海事大学 2011
[8]半潜式平台动力定位系统推力分配优化算法研究[D]. 刘曰强.哈尔滨工程大学 2009
本文编号：3018696
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