详情

原文传递低速域船舶运动仿真平台的设计

论文题名：	低速域船舶运动仿真平台的设计
关键词：	船舶运动控制;数学模型;育鲲轮;钻井平台;动力定位系统;低速运动
摘要：	随着世界经济不断发展,各国之间的联系将会越来越密切,海上运输是一种必不可少的交通方式。同时,随着各国工业的发展,对能源的要求在不断增长,由于人类对陆上能源的开发接近饱和状态,未来能源开采的重心应着重于海上能源的开发,由此海上能源开采技术也要求日益提高。这就需要提供一种控制方式,使得在相对不可预测的各种海况下,海上交通工具的操纵系统和钻井平台动力定位系统等能有高质量的控制精度。船舶在海上的运动是一个很复杂的过程,它会随着船舶速度的减小,非线性越来越强,海况的干扰作用也会变得相对明显,因此船舶低速操纵与控制是船舶航行过程中重要而又困难的一个环节。船舶运动控制的各种算法随着科学技术的发展也是层出不穷,这就需要我们能提供一个平台来验证哪种算法可信度和控制精度最高。所以本设计为解决这一难题设计了一种船舶运动控制仿真平台。它主要模拟船舶在海上的低速运动过程。　　船舶运动控制仿真平台的硬件由以下几部分组成:1)由五台步进电机分别带动的相互叠压的四条模拟轨道和一个旋转平台。下面两层轨道为海浪模拟层,上面两层轨道和旋转平台一起构成船舶模拟层；2)两台PC104工控机。分别用来控制海浪模拟层和船舶模拟层,它们是整个仿真平台的核心控制部分；3)激光测距仪、电罗经。用来检测旋转平台当前位置及方向角。4)其它:保护电路、控制柜等。　　本论文主要设计仿真平台的船舶模拟层来仿真船舶的低速运动。在查阅了大量的国内外资料后,建立了低速域船舶运动的数学模型,然后以大连海事大学“育鲲”轮为例在Matlab环境下仿真,验证数学模型的正确性。最后用C程序设计和编写控制程序,写入船舶运动仿真平台的核心控制器工控机中,调试硬件,使硬性能够按照数学模型的描述运动。完成后的船舶运动仿真平台可以用来设计和验证有关低速域船舶在靠离泊运动和海上钻井平台等的控制器的相关算法。
作者：	王丽丽
专业：	控制理论与控制工程
导师：	杨承恩
授予学位：	硕士
授予学位单位：	大连海事大学
学位年度：	2011
正文语种：	中文