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基于模糊控制方法的深水起重铺管船动力定位能力分析
| 论文题名： | 基于模糊控制方法的深水起重铺管船动力定位能力分析 |
| 关键词： | 深水起重铺管船;动力定位;模糊控制;环境载荷 |
| 摘要： | 随着我国对海洋资源开发力度的加大，动力定位技术的发展越来越受到各方面广泛关注。动力定位技术因其具有诸多优点，广泛应用于船舶及海洋平台。由于人类对海洋开发的范围在逐渐扩大，传统的控制技术对于深海水域复杂环境的适应性不足，新的控制方法逐渐应用到动力定位技术。模糊控制作为一种智能控制，已在多领域得到应用。其不依赖精确数学模型和鲁棒性强、对参数变化不敏感等特点，使得模糊控制在动力定位技术上的应用具有重大意义。 本文以一艘深水起重铺管船为研究载体，从基本的运动模型、环境载荷开始，研究了基于模糊控制的船舶动力定位系统，并进行了理论分析与计算。首先，通过对动力定位船舶运动特性的研究，建立了数学模型。为分析船舶在海洋环境中所受各种环境载荷，对船舶所承受的风、浪、流等载荷进行了理论计算。然后，研究了模糊控制的基本原理。本文从模糊集合理论入手，探讨了模糊控制的理论基础，进而分别对模糊控制的各个关键环节进行分析，包括输入的模糊化过程、模糊推理规则、输出的解模糊过程等。基于上述模糊控制原理，结合动力定位船舶运动特性，设计了动力定位系统模糊控制器。此外，还对推力系统进行了设计分析。根据规范和工程惯例，结合推力系统和环境载荷，绘制了动力定位能力静态分析曲线，对完整模式和失效模式的定位能力进行初步分析，验证了定位系统的控制能力和冗余度。最后，本文根据模糊控制理论，利用MATLAB建立了动力定位系统的数学模型，并利用Simulink工具箱进行时域动态仿真分析。计算结果显示了模糊控制系统的良好控制能力，同时验证了该船具有优良的定位能力。 通过本课题研究，可以掌握船舶动力定位系统的分析研究方法和模糊控制理论，为今后的工程实践和智能控制系统开发提供理论参考，为开发自主知识产权动力定位技术提供可行性验证。 |
| 作者： | 朱枭猛 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 孙丽萍 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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