浮托驳船动力定位的数值模拟和模型试验研究

发布时间：2017-05-21 15:00

  本文关键词：浮托驳船动力定位的数值模拟和模型试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：浮托安装技术在海上安装中的应用日益广泛。作为浮托安装技术之一的动力定位驳船,已经在实际浮托安装工程中成功应用。本文围绕某装有动力定位系统的驳船的数值模拟和模型试验开展。目的是验证工程方案的可行性,以及研究控制系统的难点之一即控制参数的调节方法。本文利用PATRAN对浮托驳船建模,用HydroStar和HydroD进行频域分析。借助MATLAB自编程序和SIMO软件对各工况进行时域模拟。研究了驳船在浮托安装应用中的待命和进船状态下,其运动响应、动力定位精度、各推进器的推力、推力系统发出的总推力等。每种状态下均研究不同的波浪工况的影响。数值模拟和模型试验的结果都验证了工程设计方案的可行性,将两者对比研究,得出了推力分配与环境力方向的关系。本文还详细研究了PID控制参数对于定位精度和总推力的影响,创新性地提出了一种将试凑法和控制变量法结合的参数整定方法,为工程实际中整定控制参数提供参考。
【关键词】：浮托安装 动力定位 数值模拟 模型试验
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U664.82
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 引言10-11
• 1.2 浮托安装法的发展与应用11-16
• 1.2.1 浮托安装法简介11-12
• 1.2.2 双驳船结构浮托技术12-13
• 1.2.3 双体船浮托技术13-14
• 1.2.4 双船起重技术14-16
• 1.3 本文研究内容16-19
• 1.3.1 研究目的和研究内容16-18
• 1.3.2 本文创新性18-19
• 第二章 数值计算基本理论19-27
• 2.1 动力定位系统简介19-20
• 2.2 浮托安装法的作业过程简介20-21
• 2.3 浮式海洋结构物的基本运动模型21-24
• 2.3.1 坐标系定义21-22
• 2.3.2 浮式海洋结构物的六自由度运动22
• 2.3.3 坐标系转换22-23
• 2.3.4 三自由度运动学方程23
• 2.3.5 三自由度动力学方程23-24
• 2.4 数值模拟计算原理24-26
• 2.4.1 频域计算原理24-25
• 2.4.2 时域计算原理25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第三章 PID参数对DP系统定位精度和推力的影响分析27-50
• 3.1 PID控制原理27-30
• 3.2 数学模型30-32
• 3.2.1 驳船参数30
• 3.2.2 推进器布置图30-32
• 3.2.3 计算海况32
• 3.3 PID参数整定32-48
• 3.3.1 用试凑法进行PID参数整定32-35
• 3.3.2 用控制变量法进行PID参数整定35-39
• 3.3.3 PID参数的进一步优化39-48
• 3.4 本章小结48-50
• 第四章 待命工况驳船的运动响应研究50-57
• 4.1 频域分析50-52
• 4.2 时域分析52-56
• 4.2.1 SIMO软件简介52-53
• 4.2.2 时域模拟及结果分析53-56
• 4.3 本章小结56-57
• 第五章 进船工况驳船的运动响应研究57-80
• 5.1 数值模型和海洋环境57-58
• 5.1.1 数值模型介绍57-58
• 5.1.2 计算海况介绍58
• 5.2 时域模拟与结果分析58-78
• 5.2.1 运动轨迹分析62-64
• 5.2.2 位置跟踪偏移分析64-76
• 5.2.3 推力系统的推力研究76-78
• 5.3 本章小结78-80
• 第六章 动力定位驳船浮托安装模型试验研究80-96
• 6.1 相似理论80-81
• 6.2 试验仪器和试验模型81-85
• 6.2.1 试验设备81
• 6.2.2 试验模型81-85
• 6.3 环境条件模拟85-86
• 6.4 模型试验结果分析86-95
• 6.4.1 待命工况试验86-91
• 6.4.2 进船工况试验91-95
• 6.5 本章小结95-96
• 第七章 总结与展望96-98
• 7.1 主要研究工作总结96-97
• 7.2 进一步研究展望97-98
• 参考文献98-102
• 致谢102-103
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文103
• 攻读硕士学位期间申请的专利情况103

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 邹刚;王磊;刘翰林;;锚泊辅助动力定位系统艏向控制模式研究[J];海洋工程;2013年05期

2 许鑫;杨建民;吕海宁;;导管架平台浮托法安装的数值模拟与模型试验[J];上海交通大学学报;2011年04期

3 阿依布·阿布都拉;王彩霞;;PID控制在冶金及热处理中的应用[J];热加工工艺;2013年06期

4 许鑫;杨建民;李欣;吕海宁;;浮托驳船系泊定位的数值模拟与模型试验研究[J];水动力学研究与进展A辑;2013年04期

5 梁学先;张永国;何敏;贺辰;;MOSES软件在大型导管架海上安装分析中的应用[J];中国造船;2012年S2期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 邹刚;基于PID控制的锚泊辅助动力定位系统研究[D];上海交通大学;2014年

  本文关键词：浮托驳船动力定位的数值模拟和模型试验研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：383965