模糊控制技术在海缆作业船动力定位的应用研究

发布时间：2017-05-06 12:05

  本文关键词：模糊控制技术在海缆作业船动力定位的应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 2000吨海缆作业船主要担负我国近海海域内海底光缆及小型海底电缆/光电复合缆的布放、埋设和维修等任务。动力定位系统具有优良的航迹控制、稳定的定点控制和先进的跟踪控制等性能优点,能满足海缆施工和维修过程中要求的精确性和稳定性,确保水下作业的安全性与可靠性,因此,确定该型船安装动力定位系统。本文以该型船为对象,旨在设计一套动力定位控制系统,用于控制该型船,使其推进系统产生必要的纵向、侧向推力和回转力矩,达到抵御外部干扰力的目的,实现在指定的海域位置进行海缆施工和维修作业。 本文首先提出了以水下作业系统为中心的综合动力定位概念,并针对此概念,论证提出了2000吨海缆作业船动力定位系统的配置方案。 接着,在分析经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论在动力定位控制技术应用的基础上,充分考虑了模糊控制有不依赖于对象的精确数学模型、抗干扰能力强、响应速度快、鲁棒性好等特点,并结合2000吨海缆作业船实际,选用了模糊控制作为该型船动力定位系统控制器。 最后,运用模糊控制理论设计了该型船的动力定位控制系统,并将此控制器置于风速10m/s、海流1.5m/s海况条件干扰下进行仿真,仿真结果表明,该设计能够满足该型船在作业时所需的控制精度要求。为弥补模糊控制器在平衡点附近出现的盲区缺陷,本文引入PID控制环节,与模糊控制器联合构成F-PID复合控制器,基于该控制器设计了2000吨海缆作业船的动力定位控制系统,同样将此控制器置于上述海况条件干扰下进行仿真,仿真结果表明,该设计能够满足该型船在作业时所需的控制精度要求。 上述两个控制器仿真结果对比表明,F-PID复合控制器比单个的模糊控制器具有更高的稳态精度。
【关键词】：模糊控制 海缆作业船 动力定位
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：U661.3
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-12
• 1.1 2000 吨海缆作业船简述10
• 1.2 课题研究的目的和意义10-11
• 1.3 本文的主要工作11-12
• 第二章 动力定位系统技术现状分析12-21
• 2.1 动力定位系统发展12-13
• 2.2 动力定位系统组成13-15
• 2.3 2000 吨海缆作业船对动力定位系统的需求.15-17
• 2.4 动力定位系统控制技术17-20
• 2.5 本章小结20-21
• 第三章 海缆作业船动力定位系统配置方案21-37
• 3.1 2000 吨海缆作业船动力定位能力分析.21-24
• 3.2 以水下作业系统为中心的综合动力定位24
• 3.3 推进系统方案24-34
• 3.4 位置测量系统方案34-35
• 3.5 传感器系统方案35-36
• 3.6 控制系统方案36
• 3.7 本章小结36-37
• 第四章 动力定位系统控制器的设计及优化37-67
• 4.1 模糊控制理论37-44
• 4.2 海缆作业船运动模型的建立44-49
• 4.3 海洋环境干扰力模型的建立49-52
• 4.4 模糊控制器设计52-58
• 4.5 仿真结果58-61
• 4.6 模糊控制器优化设计61-63
• 4.7 优化仿真结果63-66
• 4.8 本章小结66-67
• 第五章 全文总结67-69
• 5.1 主要结论67-68
• 5.2 研究展望68-69
• 参考文献69-71
• 致谢71-72
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文72-75
• 上海交通大学学位论文答辩决议书75

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 付明玉;张爱华;徐金龙;;边敷边埋作业敷缆船路径控制方法研究[J];哈尔滨工程大学学报;2012年10期

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 张爱华;铺缆船作业过程中的循迹控制方法的研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

2 李志旭;铺管起重船动力定位推进器配置研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

3 刘小艳;面向目标油田的动态管缆线型设计与分析[D];大连理工大学;2012年

4 王琼;船舶动力定位系统的优化与控制策略研究[D];大连海事大学;2013年

5 王猛;模糊PID控制方法在船舶动力定位系统中的应用研究[D];武汉理工大学;2013年

6 陈善开;基于TSMC的直驱型永磁同步风力发电系统功率平滑控制[D];湘潭大学;2012年

  本文关键词：模糊控制技术在海缆作业船动力定位的应用研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：348350