船舶动力定位系统推力分配优化方法研究
发布时间：2021-10-11 21:33
随着陆地上生物和矿产资源的日益紧缺,世界上的各个组织和国家纷纷开始将目光投向广袤的海洋,并在海洋资源探索上投入了大量的人力和物力,这在一定程度上促进了海洋装备技术的发展。船舶动力定位系统作为一种被广泛应用于海洋工程船上的具备高技术含量的海洋装备,其在海洋探索特别是在深海探测领域发挥着重要作用。推力分配环节在动力定位过程中发挥着至关重要的作用,它是连接控制系统和推进系统之间的纽带,直接决定了船舶上的各个推进器将要产生的推力的大小和方向。本文是通过仿真的方式对某工程船进行推力分配优化方法研究。主要工作内容如下:（1）建立了动力定位船舶的三自由度运动数学模型以及风、浪、流等干扰力模型和推进系统模型等。还设计了动力定位系统PID控制器,并分别通过开环仿真和闭环仿真实验的方式验证了船舶模型的正确性和所设计的控制器的可行性。并且在综合考虑了控制系统输出的的给定推力（力矩）与推进系统产生的实际推力（力矩）之间的推力（力矩）误差、系统能耗、推进器的推力极限等因素之后,建立了通用的推力分配优化目标函数和约束方程,并在此基础上得出了船舶动力定位系统推力分配优化模型。（2）针对自适应遗传算法仍然存在的部分“...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
动力定位系统原理框图
?巴Ａ粼谏瓒ǖ钠谕?恢谩Ｆ湓?砜蛲既缦滤?荆和?1.1 动力定位系统原理框图1.2.2 动力定位系统的基本构成动力定位系统主要包括动力定位控制系统、推进系统、动力系统三个关键部分。其中动力定位控制系统又可分为测量系统和控制系统两部分。而船舶动力定位系统作为一系列船用系统的综合，通常可以认为其主要由测量系统、控制系统和推进系统三部分构成［4］，如图 1.2 所示：图 1.2 动力定位系统框图(1) 测量系统测量系统由船舶位置的参考系统和一系列的用于检测的传感器两部分构成。通过位置参考系统我们可以获得船舶当前的位置信息，并通过传感器系统感知外界的环境力等干扰信息，最终经过信号处理单元等处理之后计算出实际位置与期望位置的偏差值提供给控制系统［5］。所以测量系统作为动力定位系统的“感知”部件，其测量输出精度的即时性和准确性在某种程度上决定了定位效果的好坏。
主推进器2)全回转推进器
【参考文献】：
期刊论文
[1]改进模拟退火算法在TSP中的应用[J]. 张驰,汪海涛,姜瑛,陈星. 软件. 2017(07)
[2]遗传算法的原理及应用[J]. 周现甫. 科技展望. 2017(03)
[3]基于改进遗传算法和序列二次规划的再入轨迹优化[J]. 张鼎逆,刘毅. 浙江大学学报(工学版). 2014(01)
[4]一种新的动力定位系统推力分配算法[J]. 顾楠,缪泉明,匡晓峰. 中国海洋平台. 2011(02)
[5]基于符号函数的自适应遗传算法的研究与应用[J]. 谢彬,肖晓兰,杨家伟. 制造业自动化. 2009(08)
[6]遗传算法研究综述[J]. 葛继科,邱玉辉,吴春明,蒲国林. 计算机应用研究. 2008(10)
[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]模拟退火算法求解TSP问题[J]. 冯剑,岳琪. 森林工程. 2008(01)
[9]基于模拟退火算法校正天线阵列方向性误差[J]. 于斌,尹成友,黄冶. 系统工程与电子技术. 2007(02)
[10]基于改进遗传模拟退火算法的无功优化[J]. 刘科研,盛万兴,李运华. 电网技术. 2007(03)
博士论文
[1]动力定位系统模型预测控制与失效移位研究[D]. 李文华.大连海事大学 2016
[2]船舶动力定位系统中无线传感器网络数据融合技术研究[D]. 何宁辉.武汉理工大学 2013
[3]船舶动力定位系统建模与随机控制研究[D]. 徐荣华.广东工业大学 2011
[4]粒子群优化算法的理论及实践[D]. 张丽平.浙江大学 2005
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]VLCC受风作用下四自由度操纵性研究[D]. 尤兴涛.大连海事大学 2015
[3]船舶推力分配多步优化算法研究[D]. 张晓迪.上海交通大学 2015
[4]基于改进粒子群优化算法的船舶推力分配研究[D]. 张开伟.哈尔滨工程大学 2014
[5]船舶位置控制平台船舶层控制器的设计[D]. 郭伟.大连海事大学 2013
[6]DP系统的推力分配优化算法研究[D]. 金超.哈尔滨工程大学 2013
[7]船舶动力定位系统控制策略研究及应用[D]. 卢佳佳.江苏科技大学 2013
[8]单点系泊下船舶动力定位控制方法研究[D]. 王会丽.哈尔滨工程大学 2013
[9]模糊智能控制在船舶动力定位中的应用研究[D]. 徐红.大连海事大学 2012
[10]传感器失效船舶定位控制重构容错方法研究[D]. 陈善瑶.哈尔滨工程大学 2012
本文编号：3431273
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
动力定位系统原理框图
?巴Ａ粼谏瓒ǖ钠谕?恢谩Ｆ湓?砜蛲既缦滤?荆和?1.1 动力定位系统原理框图1.2.2 动力定位系统的基本构成动力定位系统主要包括动力定位控制系统、推进系统、动力系统三个关键部分。其中动力定位控制系统又可分为测量系统和控制系统两部分。而船舶动力定位系统作为一系列船用系统的综合，通常可以认为其主要由测量系统、控制系统和推进系统三部分构成［4］，如图 1.2 所示：图 1.2 动力定位系统框图(1) 测量系统测量系统由船舶位置的参考系统和一系列的用于检测的传感器两部分构成。通过位置参考系统我们可以获得船舶当前的位置信息，并通过传感器系统感知外界的环境力等干扰信息，最终经过信号处理单元等处理之后计算出实际位置与期望位置的偏差值提供给控制系统［5］。所以测量系统作为动力定位系统的“感知”部件，其测量输出精度的即时性和准确性在某种程度上决定了定位效果的好坏。
主推进器2)全回转推进器
【参考文献】：
期刊论文
[1]改进模拟退火算法在TSP中的应用[J]. 张驰,汪海涛,姜瑛,陈星. 软件. 2017(07)
[2]遗传算法的原理及应用[J]. 周现甫. 科技展望. 2017(03)
[3]基于改进遗传算法和序列二次规划的再入轨迹优化[J]. 张鼎逆,刘毅. 浙江大学学报(工学版). 2014(01)
[4]一种新的动力定位系统推力分配算法[J]. 顾楠,缪泉明,匡晓峰. 中国海洋平台. 2011(02)
[5]基于符号函数的自适应遗传算法的研究与应用[J]. 谢彬,肖晓兰,杨家伟. 制造业自动化. 2009(08)
[6]遗传算法研究综述[J]. 葛继科,邱玉辉,吴春明,蒲国林. 计算机应用研究. 2008(10)
[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]模拟退火算法求解TSP问题[J]. 冯剑,岳琪. 森林工程. 2008(01)
[9]基于模拟退火算法校正天线阵列方向性误差[J]. 于斌,尹成友,黄冶. 系统工程与电子技术. 2007(02)
[10]基于改进遗传模拟退火算法的无功优化[J]. 刘科研,盛万兴,李运华. 电网技术. 2007(03)
博士论文
[1]动力定位系统模型预测控制与失效移位研究[D]. 李文华.大连海事大学 2016
[2]船舶动力定位系统中无线传感器网络数据融合技术研究[D]. 何宁辉.武汉理工大学 2013
[3]船舶动力定位系统建模与随机控制研究[D]. 徐荣华.广东工业大学 2011
[4]粒子群优化算法的理论及实践[D]. 张丽平.浙江大学 2005
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]VLCC受风作用下四自由度操纵性研究[D]. 尤兴涛.大连海事大学 2015
[3]船舶推力分配多步优化算法研究[D]. 张晓迪.上海交通大学 2015
[4]基于改进粒子群优化算法的船舶推力分配研究[D]. 张开伟.哈尔滨工程大学 2014
[5]船舶位置控制平台船舶层控制器的设计[D]. 郭伟.大连海事大学 2013
[6]DP系统的推力分配优化算法研究[D]. 金超.哈尔滨工程大学 2013
[7]船舶动力定位系统控制策略研究及应用[D]. 卢佳佳.江苏科技大学 2013
[8]单点系泊下船舶动力定位控制方法研究[D]. 王会丽.哈尔滨工程大学 2013
[9]模糊智能控制在船舶动力定位中的应用研究[D]. 徐红.大连海事大学 2012
[10]传感器失效船舶定位控制重构容错方法研究[D]. 陈善瑶.哈尔滨工程大学 2012
本文编号：3431273
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