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深水浮式结构动力定位能力动态分析
| 论文题名： | 深水浮式结构动力定位能力动态分析 |
| 关键词： | 深水;浮式;结构动力;定位能力;动力定位;船舶运动;定位系统;噪声滤波器;模拟;高频运动;自主知识产权;载荷计算方法;油气资源开发;推进器;船级社规范;操纵性方程;最优估计;运动状态;运动模型;运动过程 |
| 摘要： | 动力定位系统正在逐渐替代传统锚泊系统作为深海浮式结构的主要定位方式,将在深水海洋科考、海洋油气资源开发等诸多领域有非常广泛的应用前景。但只有国外少数机构拥有自主知识产权的动力定位系统仿真、分析软件,在该领域处于垄断地位,国内尚无成熟软件可以使用。 本文根据动力定位系统的工作原理及构成对其进行动态模拟。首先从船舶3自由度操纵性方程出发,逐步线性化得到适合动力定位设计的船舶低频运动模型。将船舶运动高频运动等效为一阶波浪运动,通过白噪声驱动四阶有色噪声滤波器来模拟船舶的高频运动,并建立相应模型。从船级社规范推荐方法及Hydrostar计算结果出发,寻求更适合对动力定位能力分析的的风、浪、流载荷计算方法。选择Kalman滤波器来处理未建模噪声、量测噪声以及高频信号,对船舶运动状态进行最优估计;使用LQR来对各状态分量进行反馈控制。讨论并给出了分别适合半潜平台和FPSO推进器分布形式的推力分配逻辑。 本文使用MATLAB语言编写动力定位能力动态分析程序,可对相应船舶或平台在给定海况下,对从初始状态到末时刻状态的运动过程进行模拟。最后给出模拟时间段内的船舶运动时历曲线和各推进器推力时历曲线。 |
| 作者： | 乔晓国 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 罗勇;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： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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