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原文传递动力定位系统的推力分配研究

论文题名：	动力定位系统的推力分配研究
关键词：	动力定位系统;推力分配;序列二次规划法;自适应混沌粒子群法
摘要：	现代工业的迅猛发展和人类生活水平的提高，使得人类对各类资源的需求量越来越大。近年来，随着陆地和近海资源的日渐枯竭，人类对深海的开发越来越频繁。由于传统的锚泊技术无法满足深海作业的要求，越来越多的海洋平台和船舶采用了动力定位系统。　　动力定位系统能利用自身推进器产生的推力来抵消外界力，从而使船舶或海洋平台保持在指定位置或者沿着期望的轨迹运动。作为动力定位系统的重要组成部分，推力分配的主要作用是根据动力定位所需要的总推力来计算各推进器的最优推力，使动力定位系统的相关性能得到提升。　　本文以“新海虎9”号耙吸式挖泥船为研究对象，该船的特点是采用了桨/舵组合。因此文中重点研究了以桨/舵组合为主推的推力分配问题，这比采用全回转推进器的推力分配问题要困难的多。　　文中针对桨/舵组合这个研究对象，建立对应的目标函数和约束条件。目标函数中主要考虑能源消耗的最小化、艏向最优、推进器机械磨损最少、最小化推进器最大推力等几方面。约束中主要考虑推力、力矩的平衡，推进器的推力区域，舵角变化率，推力变化率等限制。　　文中分别采用了序列二次规划算法和自适应混沌粒子群算法两种优化算法来处理推力分配问题。这两种算法各有优缺点，比如前者稳定快速，但易陷入局部收敛；后者是一种改进后的智能仿生算法，结构简单、全局收敛、易于实现，但运算时间较长。在不同的测试环境条件下，代入适当参数进行仿真测试，经过多次仿真得到的实验结果表明，上述两种算法均能达到预期效果。相对于序列二次规划算法，自适应混沌粒子群算法所得结果更优，但要想应用到实船的动力定位系统中还需要缩短运行时间。
作者：	朱艳
专业：	控制工程
导师：	李建祯
授予学位：	硕士
授予学位单位：	江苏科技大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文