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救助船相对爱援船动力定位方法研究
| 论文题名： | 救助船相对爱援船动力定位方法研究 |
| 关键词： | 救助船;动力定位;激光测距仪;定位方法;海洋环境;运动数学模型;三自由度运动;平面三自由度;救援;船舶;自由漂浮;运动模型;仿真验证;水平面;可行性;海事;跟踪;模糊自适应;中值滤波;运输规模 |
| 摘要： | 伴随着海洋开发和海洋运输规模的不断扩大,每天都有大量的船舶航行在浩瀚的海洋中。随之而来的是船舶故障和事故数量的不断增多,这对海事救援提出了新的要求。海事救援是海洋事故中挽救人员生命和保障财产安全的重要手段。在复杂多变的海洋环境下,当船舶因动力系统故障而在海面上处于自由漂浮状态时,救助船在进行救援作业时对其相对受援船位置和艏向的要求较高。因此,采用合适的动力定位方法成为救援成败的关键。论文结合8000kw海洋救助船实际工程项目的需求,针对受援船处于自由漂浮状态时的两船间相对动力定位方法进行研究。主要研究内容包括以下几部分: 首先,基于MMG分离型建模思想,建立了救助船和受援船的水平面三自由度运动数学模型,并对海洋环境中风、浪、流建立了相应的数学模型。在此基础上对船舶运动模型进行了仿真验证。 其次,论文针对相对动力定位方法中需要测量两船间不断变化的相对距离和艏向偏差的要求,结合激光特性、激光测距原理提出了利用激光测距仪进行受援船位置和艏向解算的方法。而后,利用现有激光测距仪对该方法的精度和可行性进行了实验验证。本文针对激光测距仪实际测量数据中的噪声、野值等问题,给出了中值滤波的快速算法处理方法。同时,建立了激光测距解算数学模型。 再次,针对救助船水平面三自由度运动,研究了基于模糊自适应整定PID控制算法。从而实现对PID参数不断进行在线调整,以应对复杂多变海洋环境的干扰,使救助船跟踪受援船的性能得到提高。 最后,利用船舶运动模型仿真验证了相对动力定位方法的跟踪控制效果。从而证明了文中提出的激光测距方法和跟踪控制策略的可行性与有效性。 论文所研究的救助船相对受援船的动力定位方法,为保证海事救援的安全、快速进行提供了前提条件,具有十分重要的现实意义。 |
| 作者： | 王丹丹 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 丁福光 |
| 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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