基于PID控制算法的考虑推进器失效的动力定位船舶运动预报研究

发布时间：2017-10-01 02:11

  本文关键词：基于PID控制算法的考虑推进器失效的动力定位船舶运动预报研究

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【摘要】：在实际的海洋资源开发和利用中,船舶的定位问题是相当重要的。船舶在海上的施工与作业首先面临的就是定位问题。传统的锚泊定位对于深海开发有种种不适应,而动力定位船舶则能很好的适应深海资源的开发,并且能节省布置锚链的时间。在一些海况中,船舶的各个自由度上的运动会比较剧烈,对于一些船舶施工作业,会对船舶运动有所限制,所以船舶的动力定位研究和模拟对于船舶的安全施工作业非常重要。动力定位技术和控制方法已经有了长期的研究和应用。本文在之前的研究基础上,利用SESAM软件的SIMO模块模拟船舶的动力定位运动。利用PID控制器控制船舶,讨论船舶在复杂海洋环境载荷中船舶的时域上的运动。并计算考虑动力定位推进器失效情况下的船舶的运动情况。船舶运动结果将用FFT方法分为低频项和波频项。并分析船舶的不同频率的运动统计结果。根据DNV的规范推荐讨论船舶的动力定位能力。依据船舶的运动统计结果讨论船舶适宜作业的海况。为实际的动力定位船舶的施工作业提供参考。
【关键词】：船舶运动 动力定位 数值模拟 推进器失效 PID控制算法
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U661.3
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 立题背景与意义8-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 全球定位系统12-13
• 1.2.2 环境监测系统13
• 1.2.3 推进系统13
• 1.2.4 控制系统13-14
• 1.2.5 动力定位相关规范14-15
• 1.3 本文主要工作15-16
• 第二章 DP船舶运动响应数值模拟方法16-31
• 2.1 海洋环境载荷模拟16-20
• 2.1.1 波浪载荷16-17
• 2.1.2 风载荷17-18
• 2.1.3 流载荷18
• 2.1.4 波浪二阶漂移力18-20
• 2.2 船舶运动方程20-25
• 2.2.1 船舶六自由度运动20-21
• 2.2.2 船舶运动转换21-22
• 2.2.3 全球坐标转换22-24
• 2.2.4 船舶运动方程24-25
• 2.2.5 船舶运动频域分析25
• 2.3 船舶PID控制系统25-27
• 2.3.1 船舶动力定位PID控制算法25-27
• 2.3.2 位置式离散PID控制算法27
• 2.4 软件介绍27-30
• 2.4.1 SESAM软件介绍27-28
• 2.4.2 SIMO软件介绍28-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 船舶运动频域模拟结果31-35
• 3.1 船舶模型31-34
• 3.1.1 模拟船舶介绍31-32
• 3.1.2 数值计算船舶模型32
• 3.1.3 船舶频域运动计算结果32-34
• 3.2 本章小结34-35
• 第四章 动力定位船舶运动时域模拟35-50
• 4.1 船舶动力定位模型35-36
• 4.2 船舶动力定位控制参数整定36-37
• 4.2.1 PID整定程序36-37
• 4.3 模拟载荷选取37-39
• 4.4 船舶动力定位时域结果39-48
• 4.4.1 船舶动力定位时域结果统计分析44-46
• 4.4.2 船舶动力定位时域运动结果滤波分析46-48
• 4.5 本章小结48-50
• 4.5.1 船舶时域运动分析结果48-49
• 4.5.2 船舶运动时域运动滤波分析49-50
• 第五章 动力定位船舶考虑推进器失效时的运动模拟50-59
• 5.1 船舶动力定位推进器失效时域模拟50-55
• 5.2 船舶动力定位推进器失效运动统计结果55-57
• 5.3 本章小结57-59
• 第六章 结论与展望59-61
• 6.1 结论59-60
• 6.2 展望60-61
• 参考文献61-63
• 发表论文及参加科研情况63-64
• 致谢64-65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 王芳;潘再生;万磊;徐玉如;;深水钻井平台动力定位的推力分配研究[J];船舶力学;2013年Z1期

2 徐阳;;船舶动力定位系统模糊PID控制算法研究[J];舰船电子工程;2008年07期

3 柏威,滕斌;Second-Order Wave Diffraction Around 3-D Bodies by A Time-Domain Method[J];China Ocean Engineering;2001年01期

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本文编号：951716