船舶动力定位模拟器学员机操作软件开发
发布时间：2021-02-15 19:34
船舶动力定位系统是支持海洋工程平台/船舶作业的重要设备,在海上作业平台/船舶上均有重要且广泛的应用。操纵动力定位船舶要求船长持有动力定位操作员证书,动力定位操作员适任培训主要分为授课、模拟器培训以及实船操作培训。其中,在模拟器培训中需要使用动力定位模拟器。目前,国内尚未研制出具有自主知识产权且功能完善的动力定位模拟器,相关设备主要依赖于国外进口。本文在深入研究动力定位模拟器相关关键技术后,完成如下工作:1.建立船舶动力定位三自由度数学模型,基于课题组前期研究成果搭建动力定位高层控制器模型,着重研究动力定位中推力分配策略及定位能力分析两部分内容。针对多约束推力分配问题的技术难点,提出基于RDHS+SQP混合算法的推力分配策略,与伪逆法,序列二次规划（SQP）及和声搜索算法（HS）等常规推力分配策略进行仿真比较,验证该算法在低功耗下的精确性;针对逐步增加环境载荷的常规定位能力分析算法在时效性上的不足,提出SQP与二分搜索相互配合的定位能力分析算法,有效提高计算速度满足软件所需时效性,并通过实船海试数据验证该定位能力分析算法的正确性。2.利用QT设计UI界面,配合动态链接库的方式构建船舶动力...
【文章来源】：集美大学福建省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
动力定位系统图
力定位系统推力分配之中，实现完成定位作业要求情况下的能源优化[23]；Yadav, Pariksh等人使用改进的和声搜索算法来进行半潜式石油钻井平台推力分配策略的设计，并且与遗传算法以及和声搜索算法相互比较，在仿真验证中体现了改进和声搜索算法在推力分配中存在的优越性[24]；Zhao Da-wei 等人提出一种自适应的遗传算法，也取得较好的分配效果[25]。相较于群智能优化算法，在推力分配问题上序列二次规划以及伪逆法也是两种使用较为广泛的分配算法。与随机性相对较大的群智能优化算法不同，解析式算法在计算速度上具备一定的优势，而时效性又是动力定位模拟器软件设计时必须考虑的一个问题。就该层面而言，在动力定位模拟器软件设计中，解析式的推力分配策略应为优先考虑的方案。故相关的研究也是动力定位系统中探讨的热点问题之一。李立国就某铺管起重船的推力系统使用序列二次规划算法求解推力分配问题，在与遗传算法相互比较计算结果之后指出序列二次规划在运行速度以及对约束条件处理上优于遗传算法[26]；施小成等人通过组合偏置与伪逆法在推力分配中的算法比较，设计了自适应组合偏置策略，并且在仿真中进行验证[27]Mingyu Fu 等人在搭载摆线螺旋桨的动力定位船舶中使用序列二次规划算法实现推力分配通过船舶模型的轨迹线表现分配的结果符合定位需求[28]。
集美大学硕士学位论文 船舶动力定位模拟器学员机操作软件开发对环境载荷的预告，对动力定位系统定位能力进行评估分析[15]3-3。吴艳艳在时域和频域上对动力定位系统的定位能力进行分析设计，并自行设计定位能力分析软件[29]。1.2.3 动力定位模拟器集成工作研究现状图 1-1 为动力定位模拟器主要组成部分，其中包括 DP 操作员学员机，教师工作站以及三维显示工作站，其中 DP 操作员学员机用于培训人员操作，教师工作站则用于设置海洋环境及一系列辅助培训的相关参数，三维显示工作站用于教师工作站设计的海洋环境以及学员机对船舶模型的操作的实时显示，使培训人员能获取更好的操作沉浸感。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MATLAB/Simulink异步电机矢量控制系统C代码生成[J]. 曾宇航,郭鸿武. 自动化技术与应用. 2017(10)
[2]基于轨迹跟踪的动力定位控制器设计[J]. 王述桓,徐海祥,冯辉,余文曌. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2017(03)
[3]船舶动力定位模拟器综述[J]. 钱小斌,尹勇,孙霄峰,张秀凤. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2017(02)
[4]基于人工蜂群算法的船舶动力定位自抗扰控制器设计[J]. 吴德烽,任凤坤,尹自斌. 船舶工程. 2015(08)
[5]面向船舶动力定位模拟器的推力分配仿真子系统开发[J]. 刘学军,吴德烽,杨国豪,尹自斌. 船舶工程. 2014(04)
[6]和声搜索算法探索能力研究及其修正[J]. 欧阳海滨,高立群,邹德旋,孔祥勇. 控制理论与应用. 2014(01)
[7]船舶动力定位仿真系统设计[J]. 吴楠,陈红卫. 舰船科学技术. 2013(05)
[8]2000t起重船动力定位能力分析[J]. 董胜利,赵标. 上海船舶运输科学研究所学报. 2013(01)
[9]船舶动力定位非线性自适应反步控制器设计[J]. 叶宝玉,王钦若,熊建斌. 计算机工程与设计. 2012(09)
[10]基于能量最优的组合偏置推力分配算法研究[J]. 施小成,魏玉石,宁继鹏,付明玉,赵大威. 中国造船. 2012(02)
博士论文
[1]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
[2]水面舰船动力定位系统智能控制技术研究[D]. 夏国清.哈尔滨工程大学 2001
硕士论文
[1]动力定位模拟器中数据处理及故障模拟技术[D]. 孙峰.大连海事大学 2018
[2]船舶动力定位能力频域与时域分析方法研究[D]. 吴艳艳.江苏科技大学 2017
[3]基于自动代码生成的ABS控制策略开发与测试[D]. 田一凡.吉林大学 2017
[4]基于神经网络的船舶动力定位控制方法研究[D]. 杨锡森.哈尔滨工程大学 2017
[5]自适应混合智能优化算法及其船舶动力定位应用研究[D]. 任凤坤.集美大学 2016
[6]船舶动力定位系统控制器设计及其操控界面开发[D]. 施吉伟.大连海事大学 2014
[7]船舶动力定位模拟器中的推力系统关键技术研究[D]. 刘学军.集美大学 2014
[8]基于Qt的电子地图子系统的设计与实现[D]. 郁剑伟.电子科技大学 2012
[9]船舶动力定位系统控制器的设计与仿真[D]. 王丽娜.大连海事大学 2012
[10]船舶动力定位系统定位能力分析[D]. 广超越.武汉理工大学 2011
本文编号：3035422
【文章来源】：集美大学福建省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
动力定位系统图
力定位系统推力分配之中，实现完成定位作业要求情况下的能源优化[23]；Yadav, Pariksh等人使用改进的和声搜索算法来进行半潜式石油钻井平台推力分配策略的设计，并且与遗传算法以及和声搜索算法相互比较，在仿真验证中体现了改进和声搜索算法在推力分配中存在的优越性[24]；Zhao Da-wei 等人提出一种自适应的遗传算法，也取得较好的分配效果[25]。相较于群智能优化算法，在推力分配问题上序列二次规划以及伪逆法也是两种使用较为广泛的分配算法。与随机性相对较大的群智能优化算法不同，解析式算法在计算速度上具备一定的优势，而时效性又是动力定位模拟器软件设计时必须考虑的一个问题。就该层面而言，在动力定位模拟器软件设计中，解析式的推力分配策略应为优先考虑的方案。故相关的研究也是动力定位系统中探讨的热点问题之一。李立国就某铺管起重船的推力系统使用序列二次规划算法求解推力分配问题，在与遗传算法相互比较计算结果之后指出序列二次规划在运行速度以及对约束条件处理上优于遗传算法[26]；施小成等人通过组合偏置与伪逆法在推力分配中的算法比较，设计了自适应组合偏置策略，并且在仿真中进行验证[27]Mingyu Fu 等人在搭载摆线螺旋桨的动力定位船舶中使用序列二次规划算法实现推力分配通过船舶模型的轨迹线表现分配的结果符合定位需求[28]。
集美大学硕士学位论文 船舶动力定位模拟器学员机操作软件开发对环境载荷的预告，对动力定位系统定位能力进行评估分析[15]3-3。吴艳艳在时域和频域上对动力定位系统的定位能力进行分析设计，并自行设计定位能力分析软件[29]。1.2.3 动力定位模拟器集成工作研究现状图 1-1 为动力定位模拟器主要组成部分，其中包括 DP 操作员学员机，教师工作站以及三维显示工作站，其中 DP 操作员学员机用于培训人员操作，教师工作站则用于设置海洋环境及一系列辅助培训的相关参数，三维显示工作站用于教师工作站设计的海洋环境以及学员机对船舶模型的操作的实时显示，使培训人员能获取更好的操作沉浸感。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MATLAB/Simulink异步电机矢量控制系统C代码生成[J]. 曾宇航,郭鸿武. 自动化技术与应用. 2017(10)
[2]基于轨迹跟踪的动力定位控制器设计[J]. 王述桓,徐海祥,冯辉,余文曌. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2017(03)
[3]船舶动力定位模拟器综述[J]. 钱小斌,尹勇,孙霄峰,张秀凤. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2017(02)
[4]基于人工蜂群算法的船舶动力定位自抗扰控制器设计[J]. 吴德烽,任凤坤,尹自斌. 船舶工程. 2015(08)
[5]面向船舶动力定位模拟器的推力分配仿真子系统开发[J]. 刘学军,吴德烽,杨国豪,尹自斌. 船舶工程. 2014(04)
[6]和声搜索算法探索能力研究及其修正[J]. 欧阳海滨,高立群,邹德旋,孔祥勇. 控制理论与应用. 2014(01)
[7]船舶动力定位仿真系统设计[J]. 吴楠,陈红卫. 舰船科学技术. 2013(05)
[8]2000t起重船动力定位能力分析[J]. 董胜利,赵标. 上海船舶运输科学研究所学报. 2013(01)
[9]船舶动力定位非线性自适应反步控制器设计[J]. 叶宝玉,王钦若,熊建斌. 计算机工程与设计. 2012(09)
[10]基于能量最优的组合偏置推力分配算法研究[J]. 施小成,魏玉石,宁继鹏,付明玉,赵大威. 中国造船. 2012(02)
博士论文
[1]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
[2]水面舰船动力定位系统智能控制技术研究[D]. 夏国清.哈尔滨工程大学 2001
硕士论文
[1]动力定位模拟器中数据处理及故障模拟技术[D]. 孙峰.大连海事大学 2018
[2]船舶动力定位能力频域与时域分析方法研究[D]. 吴艳艳.江苏科技大学 2017
[3]基于自动代码生成的ABS控制策略开发与测试[D]. 田一凡.吉林大学 2017
[4]基于神经网络的船舶动力定位控制方法研究[D]. 杨锡森.哈尔滨工程大学 2017
[5]自适应混合智能优化算法及其船舶动力定位应用研究[D]. 任凤坤.集美大学 2016
[6]船舶动力定位系统控制器设计及其操控界面开发[D]. 施吉伟.大连海事大学 2014
[7]船舶动力定位模拟器中的推力系统关键技术研究[D]. 刘学军.集美大学 2014
[8]基于Qt的电子地图子系统的设计与实现[D]. 郁剑伟.电子科技大学 2012
[9]船舶动力定位系统控制器的设计与仿真[D]. 王丽娜.大连海事大学 2012
[10]船舶动力定位系统定位能力分析[D]. 广超越.武汉理工大学 2011
本文编号：3035422
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