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铺管船动力定位系统设计及其工程化研究
| 论文题名： | 铺管船动力定位系统设计及其工程化研究 |
| 关键词： | 铺管船;动力定位系统;软硬件设计;推力分配;工程化 |
| 摘要： | 铺管船是当前海洋石油技术领域中非常重要的设备之一,担负着海底油气管道的铺设任务,其工作性能直接影响着石油产业的发展,而铺管船要实现在环境多变海面上的船位和艏向的保持能力,动力定位系统则必不可少。动力定位系统是实现铺管船精确定位、提升作业档次、提高铺管效益的一种重要保障。动力定位系统是船舶在不借助锚泊系统的情况下根据环境测量系统,检测出船舶实际位置和目标位置的偏差,依靠自身动力系统,在控制系统的控制下抵御外界风、浪、流的干扰,使其保持预定的航向航速或者固定在要求的海平面上。 论文针对实际工程项目,依托江苏省科技厅重大成果转化项目“海洋工程船动力定位系统关键技术研究与应用”,以深水铺管船动力定位系统作为研究课题。根据铺管船动力定位系统的要求,对动力定位系统的实施方案及软硬件设计、推力分配策略进行了探讨与研究。论文具有明确的工程应用背景和一定的实用价值,其主要工作如下: 针对深水铺管船为应用背景,分析并设计了铺管船全船控制网络的体系结构。根据动力定位系统的基本结构组成及基本功能进行了介绍,针对铺管船的工作流程及铺管作业过程的阶段性,提出并确立了铺管船动力定位系统的六大功能。 根据动力定位系统的组成与功能,构建了整个系统的硬件框架和网络结构,并对动力定位系统中的环境测量信号进行了分析描述,最终对动力定位系统与各个执行机构、铺管控制系统以及功率管理系统接口信号进行了分析。 在动力定位系统软件控制部分介绍了如何利用OPC客户端采集PLC系统的数据以及串口信号的采集方法和解析协议,另外也针对实际工程研究设计了数据库中的相关数据表,并提出了动力定位系统中执行机构的控制逻辑和要求。 利用深水铺管船为应用对象,具体说明了铺管船的全船电网模式,其次在介绍铺管船功率管理系统的基础上,设计了其功率管理系统的基本框架。根据功率管理系统作为基础,结合铺管船推进器的配置方案,完成了铺管船的数学建模。重点分析了在此配置方案下的铺管船推力分配策略,采用SQP算法进行推力最优分配,通过仿真结果确立了具体推力分配的方案。本文的工作可作为实际工程化研究中铺管船动力定位系统设计的参考。 |
| 作者： | 许鹏鹏 |
| 专业： | 电力电子与电力传动 |
| 导师： | 俞孟蕻 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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