船舶動力定位系統(tǒng)的推力優(yōu)化分配-研究

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1、萬方數(shù)據(jù)英文摘要confirmedthatthesupervisorythrustallocationmethodismuchmorepower-efficientcomparedwithaexplicitthrustallocationmethodKeywords：DynamicPositioning；ThrustAllocation；Optimization；AzimuthThruster；Sector；Switching萬方數(shù)據(jù)目錄第1章緒論????????????．??????．．11．1論文研究背景與意義?????．????．

2、??．??．11．2推力分配方法國內(nèi)外研究現(xiàn)狀?????????．??．41．3本文主要內(nèi)容???????????????．．．．7第2章推力優(yōu)化分配問題的數(shù)學(xué)描述???????????．．92．1推力優(yōu)化分配的目標???．????????．??．92．2推力優(yōu)化分配問題的約束條件???????????．92．3推力優(yōu)化分配問題的數(shù)學(xué)模型???????????10第3章推力優(yōu)化分配研究??????????????．．133．1基于sQP算法的推力優(yōu)化分配?????????．??133．1．1SQP算法的基本思想?．????．??????

3、．133．1．2基于SQP算法的推力優(yōu)化分配???????．??153．1．3基于SQP算法的推力優(yōu)化分配的仿真驗證??????213．2基于GA算法的推力優(yōu)化分配?????．??????．283．2．1GA算法的基本思想??????????．??283．2．2基于GA算法的推力優(yōu)化分配?????????．．313．2．3基于GA算法的推力優(yōu)化分配的仿真驗證??????．343．3基于EDA算法的推力優(yōu)化分配???????????．403．3．1EDA算法的基本思想．???????．???．．．．403．3．2基于EDA算法的推力優(yōu)化分

4、配?????????．433．3．3基于EDA算法的推力優(yōu)化分配的仿真驗證??????463．4基于三種算法的推力優(yōu)化分配結(jié)果比較分析???????．51第4章基于監(jiān)督與切換的推力優(yōu)化分配問題研究????????544．1推力優(yōu)化分配中的監(jiān)督控制器與切換模塊????????544．2基于監(jiān)督與切換的推力優(yōu)化分配????．????．??554．2．1推進器的扇區(qū)約束?．．?．．．，．???．．．????．564．2．2監(jiān)督與切換在推力優(yōu)化分配問題中的應(yīng)用邏輯????．．574．3基于監(jiān)督與切換的推力優(yōu)化分配的仿真驗證???????．624

5、．3．1仿真的主要參數(shù)???????．????．．．?624．3．2仿真驗證與結(jié)果分析????????????62第5章結(jié)論與展望??????．??????．．．．???69參考文獻．????．???．?．????．??????71萬方數(shù)據(jù)目錄致謝???????????????????．．76萬方數(shù)據(jù)船舶動力定位系統(tǒng)的推力優(yōu)化分配研究第1章緒論1．1論文研究背景與意義在當今的全球活動中，海運船舶處在一個很重要的地位。它所涉及的范圍從貨運、客運到石油天然氣的勘探，以及軍事需求等。這些不同類型的工業(yè)需求促使海運船舶在船舶設(shè)計以及海運操作上有

6、了很大的發(fā)展。船舶動力定位技術(shù)就是在不斷發(fā)展的海洋石油和天然氣勘探業(yè)的驅(qū)使下，在20世紀60年代和70年代初期逐漸發(fā)展起來的。船舶動力定位系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，它是由很多子系統(tǒng)共同組成的。其中，動力定位系統(tǒng)的測量系統(tǒng)一般有位置／航向參考系統(tǒng)和動力定位系統(tǒng)的其它的傳感器。位置／航向參考系統(tǒng)的主要功能是測量當前船舶的位置和航向。由于位置和航向信息對于動力定位系統(tǒng)是非常重要的，因此船上通常會配有多種設(shè)備來獲得這些信息。常用的設(shè)備包括衛(wèi)星定位系統(tǒng)，水聲位置參考系統(tǒng)，張緊索系統(tǒng)，相對定位系統(tǒng)，垂直參考單元和航向參考系統(tǒng)。動力定位系統(tǒng)的其它的傳感

7、器則是用來測量當前的環(huán)境狀況，主要包括風(fēng)、浪、流這三個環(huán)境因素。動力定位系統(tǒng)的推進系統(tǒng)的主要功能是提供驅(qū)動船舶運動的推力和力矩，并且產(chǎn)生抵抗外界擾動的力和力矩。大多數(shù)推進裝置是利用螺旋槳的旋轉(zhuǎn)來獲得推力，也存在噴射推進裝置。針對不同的應(yīng)用，我們會選用不同的推進裝置。常見的推進裝置包括：槽道推進器，如圖1．1；全回轉(zhuǎn)推進器，如圖1．2；主螺旋槳和方向舵，如圖1．3。槽道推進器可以產(chǎn)生橫向的推力，其主要是用于轉(zhuǎn)向，因此它們通常布置在船尾或者船艏，這樣可以獲得較大的力矩，而且，它們往往裝配可調(diào)螺距螺旋槳，這樣可以快速的從正轉(zhuǎn)切換到反轉(zhuǎn)，反之亦

8、然；全回轉(zhuǎn)推進器主要是用于轉(zhuǎn)向和推進，它可以旋轉(zhuǎn)360度，在任何方向上產(chǎn)生推力。它通常裝有圍繞螺旋槳的管道，一般不在反轉(zhuǎn)模式下運行，其目的是為了減少氣穴效應(yīng)以及提高其工作效率。并且，為了避免全回轉(zhuǎn)推進器之間