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半潜式钻井平台锚泊辅助动力定位控制研究
| 论文题名： | 半潜式钻井平台锚泊辅助动力定位控制研究 |
| 关键词： | 钻井平台;锚泊辅助动力定位;自适应滤波;广义预测控制;遗传算法 |
| 摘要： | 随着海洋油气资源开采逐渐向深海迈进，人们对深海油气开采大型设备的定位研究也越来越重视。半潜式钻井平台作为深海油气开采的重要装备，其定位的安全性、可靠性和经济性非常重要。锚泊定位受到水深的限制，成本增加，抛锚困难，定位不精确；动力定位虽然不受水深的影响，但巨大的燃料消耗大大增加了成本。锚泊辅助动力定位结合了二者的优势，不仅能够精确定位，而且减小了燃料消耗，减低了成本。本文以半潜式钻井平台为研究对象，对锚泊辅助动力定位系统进行了研究，主要完成了以下工作： 为了更方便地研究锚泊辅助动力定位系统，分别建立了平台的低频运动模型、外界环境干扰力的数学模型和水动力的数学模型。 分别利用悬链线理论和有限元理论对锚泊系统进行静力分析和动力分析，建立了锚泊线运动方程；同时研究了锚泊系统时域耦合计算的流程，通过仿真实验模拟了平台纵荡、横荡和艏摇方向的时域运动。 由于Kalman滤波对模型的要求比较高，选取了改进的Sage-Husa自适应滤波方法；通过仿真实验对比了两种滤波器的滤波效果；在广义预测控制的基础上将遗传算法引入到其滚动优化环节中，提高寻优速度和精度；通过仿真对比了GPC控制器和GA-GPC控制器的控制效果。 将GA-GPC控制器和动态锚链张力控制器相结合设计了锚泊辅助动力定位的控制系统；通过仿真实验验证了该控制系统的有效性；给出了平台运动时域模拟的流程图，仿真了平台在纵荡、横荡和艏摇方向的运动情况，仿真表明控制系统的有效性。 |
| 作者： | 王莉 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 陈红卫 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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