基于结构可靠性的锚泊辅助动力定位滑模控制

发布时间：2021-10-29 17:50

　　针对长期定位在深海恶劣海况下的浮式生产储卸油装置（FPSO）的作业安全问题,提出一种基于缆线结构性的锚泊辅助动力定位滑模控制方法。通过引入结构可靠性因子表征锚泊系统缆线的安全,在此基础上设计一种新型滑模控制器;通过控制结构可靠性因子和艏向达到FPSO锚泊辅助定位目的,并证明系统的稳定性。通过一系列的仿真试验,证明提出的基于结构可靠性的滑模控制器的有效性、安全性和节能性。 

【文章来源】：船舶工程. 2020,42(08)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

FPSO坐标系示意

采用滑模控制算法设计基于结构可靠性的动力定位控制器，控制系统结构框图见图2。选取实际的结构可靠性因子、艏向角与期望的结构可靠性因子和艏向角作为误差并定义滑模面s1为

对设计的基于结构可靠性的滑模控制器进行仿真，验证FPSO锚泊辅助动力定位的有效性，仿真结果见图3和图4。从图3中可看出，在设计的基于结构可靠性的滑模动力定位控制器控制下，FPSO的轨迹维持在16 m×14 m的较小范围内。图4为FPSO在艏向、东向和北向等3个自由度的变化情况。由于设计的滑模动力定位控制器是以结构可靠性因子和艏向为控制目标的，因此在控制器的作用下，FPSO的艏向角迅速到达设定的期望艏向10°并保持稳定，而东向位置和北向位置从0时刻开始响应，最终在较小的范围内变化，间接实现了位置控制的效果。图4 FPSO位置和艏向变化曲线

【参考文献】：
期刊论文
[1]动力定位的分数阶双环自适应终端滑模控制[J]. 薛晗,邵哲平,潘家财,张锋,钟纪锋.  控制理论与应用. 2019(10)
[2]半潜式海洋平台输出反馈终端滑模动力定位系统[J]. 赵东亚,高守礼,梁浩,赵通.  中国石油大学学报(自然科学版). 2019(01)
[3]考虑伺服系统增益不确定的船舶动力定位自适应有限时间控制[J]. 张国庆,黄晨峰,吴晓雪,张显库.  自动化学报. 2018(10)
[4]基于滑模自抗扰的半潜式海洋平台动力定位控制方法研究[J]. 和红磊,王玉龙.  船舶工程. 2016(11)
[5]锚泊辅助动力定位研究与进展[J]. 杨欢,王磊,李欣.  实验室研究与探索. 2012(04)



本文编号：3465113