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DP半潜式平台的推力系统设计
| 论文题名： | DP半潜式平台的推力系统设计 |
| 关键词： | 船舶;动力定位;全回转推力器;定位能力图;序列二次规划法;推力禁区;闭环控制系统 |
| 摘要： | 动力定位系统(Dynamic P0sitioning System)是一种闭环的控制系统，利用推力器产生的推力来抵抗风、浪、流等作用在船舶和平台上的各种环境力，使其尽可能地保持在海平面上预定位置附近。动力定位系统共有四部分组成：位置测量系统，控制系统，动力系统和推力系统。本文的主要内容是为半潜式钻井和采油平台设计一个合理可靠的推力系统。 推力系统必须满足动力定位系统的两个基本要求：一是总推力值足够抵消预计的各种外力和力矩；二是推力器具有足够快的动态响应速度，以便对外力的变化迅速做出反应。本文选择八个完全相同的全回转推力器，采用定螺距螺旋桨，利用高效喷嘴提高系柱推力。让尽可能多的推力器在相对较低的荷载下工作，可以达到最低的燃油消耗。 决定动力定位能力及其精确度的最重要的因素是位于水中的推力器的行为。所有推力产生器的工作原理都是通过加速水来产生推力，因此推力器周围会产生多种类型的流场，这些流场，连同海流和波浪，会产生彼此间的相互作用，导致推力器性能的衰减。倾斜喷嘴可以减少推力器与浮筒下部相互作用产生的摩擦损失，并设置推力禁区避免不必要的推力衰减。 模拟平台在多种海况下的定位能力，并考虑到其中的一个及两个推力器失效的情况，验证推力器系统的可靠性。 基于序列二次规划法，提出一种合理高效地解决动力定位系统推力分配问题的方法。整个推力优化分配的目标是最小化推力系统能耗，包括燃油消耗、推进器的磨损、推力误差等，同时还考虑到推进器的推力极限、最大推力变化速率，最大旋转速率、推进器方位角的禁区、避免奇异结构等因素。对比关于推力衰减的不同算法，找到一个最合适的处理推力衰减的方法：对比不同推力器位置结构的燃油消耗，提供一个更合理的推力器的位置结构。 |
| 作者： | 吴显法 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 王言英 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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