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锚泊辅助动力定位系统控位能力研究
| 论文题名： | 锚泊辅助动力定位系统控位能力研究 |
| 关键词： | 锚泊系统;辅助动力定位;控位能力;应急打捞 |
| 摘要： | 随着对海洋资源的开发利用越来越重视，各类海洋工程船舶投入使用。锚泊辅助动力定位系统是一种能够保持船舶定点作业的运动控制系统。锚泊辅助动力定位系统是锚泊定位系统、动力定位系统联合实现定位的一种定位系统，结合了二者的优点，在实际应用中前景很大。因此，对锚泊系统和动力定位系统开展研究具有十分重要的意义。本文针对锚泊辅助动力定位系统的控位能力的评估问题，以1000吨应急打捞起重船为研究对象而开展研究。 1、对海洋中主要环境载荷：风、海浪、海流进行了分析，建立了船舶纵向、横向以及艏摇三个维度上的环境载荷计算模型。接着从锚泊系统的静态分析出发，推导了悬链线方程，并利用悬链分析法对锚泊系统进行了静力分析，包括预张力计算、锚泊线上端移动后张力的变化以及锚泊系统回复力的计算模型。 2、针对动态推力优化分配的情况，建立了带约束的非线性推力优化分配数学模型。并针对标准粒子群算法易陷入局部最优的缺陷，结合标准粒子群算法和综合学习粒子群算法，改进了粒子速度的更新策略，引入多种群思想以及粒子变异和种群重组思想，提出一种多种群综合学习粒子群算法，并将所提算法应用到动态推力优化分配中。从仿真中可以看出，所提算法可实现推进系统有效跟踪期望指令。 3、针对锚泊辅助动力定位系统控位能力评估问题的研究很少的情况，从不加入锚泊系统和加入锚泊系统两方面进行了研究。对于不加入锚泊系统，即动力定位系统，将其控位能力计算结果与Kongsberg公司给出的计算结果相比较，表明本文动力定位系统控位能力的计算是可靠的。对于加入锚泊系统，针对在定位过程中船舶不变定位点和可变定位点的方式，分别对锚泊系统完整模式和单缆失效模式进行了控位能力计算评估。计算结果表明，在锚泊系统完整模式下，可变定位点方式的控位能力优于不变定位点方式，也优于动力定位系统的控位能力；在单缆失效模式下，无论是不可变定位点和可变定位点，控位能力都发生了变化，甚至在某些方向上会影响船舶的安全。 |
| 作者： | 张连伟 |
| 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： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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