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《半潛船動力定位系統(tǒng)建模及仿真研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文半潛船動力定位系統(tǒng)建模及仿真研究姓名：吳文彬申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：輪機(jī)工程指導(dǎo)教師：陳輝20100501武漢理一I：大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著船舶工業(yè)的不斷發(fā)展以及人類征服海洋的征程不斷進(jìn)行，越來越多的船舶使用動力定位系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的拋錨定位相比，動力定位系統(tǒng)的定位不受水深的限制，且定位更加準(zhǔn)確、機(jī)動性強(qiáng)。隨著計算機(jī)控制技術(shù)以及仿真技術(shù)的不斷發(fā)展，船舶動力定位系統(tǒng)的控制器的設(shè)計也在不斷升級，一個好的控制器對于動力定位的控制系統(tǒng)至關(guān)重要。本文系統(tǒng)的介紹了船舶動力定位系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)及其組成情況。本文根據(jù)概率論和隨機(jī)過程理論建立了完整的海況模型，對船舶所處的環(huán)境模型進(jìn)行
2、了描述和計算。海況模型包括海風(fēng)的特性模型以及海風(fēng)干擾下船舶的受力分析、海浪的特性模型以及海浪干擾下船舶的受力分析、海流的特性模型以及海流干擾下船舶的受力分析。船舶動力定位系統(tǒng)的控制器的設(shè)計也離不開船舶本身的動力學(xué)模型和運(yùn)動學(xué)模型的建立，本文詳細(xì)全面的建立了船舶的動力學(xué)模型和運(yùn)動學(xué)模型。建立了空間六自由度的船舶運(yùn)動方程模型。船舶的運(yùn)動控制對于船舶動力定位系統(tǒng)是必不可少的一部分，本文首先分析了螺旋槳的技術(shù)特性及其模型，以及船舶在動力定位過程中各個推力器上的力的分配及其控制。然后分析了幾種常用的船舶動力定位的控制方法。包括模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和H。魯棒控制。本文在分析了各個控制算法的各
3、自的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)以后，設(shè)計了一個綜合了模糊邏輯控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的混合智能控制算法，也可稱之為自適應(yīng)模糊推理控制算法。該控制策略是一個具有參數(shù)自適應(yīng)功能的模糊邏輯控制，其中利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的連接結(jié)構(gòu)來表述該系統(tǒng)使得訓(xùn)練更加方便。通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的學(xué)習(xí)功能使模糊邏輯控制規(guī)則中的許多參數(shù)得到優(yōu)化，并且使系統(tǒng)的自適應(yīng)功能也得到優(yōu)化和提高?？刂破鞯男阅艿膬?yōu)劣關(guān)乎到整個控制系統(tǒng)的好壞。本文以“泰安口”號半潛船為仿真對象，對所設(shè)計的船舶動力定位系統(tǒng)的控制器進(jìn)行仿真研究與試驗(yàn)，先在無干擾的環(huán)境下，對船舶的動力定位過程中船舶所需合力與航跡的變化進(jìn)行分析，然后在相同的情況下對在有干擾的情況下對所需合力
4、與航跡的變化進(jìn)行對比分析。通過分析以后可以得到如下結(jié)論：基于自適應(yīng)模糊推理的動力定位控制器響應(yīng)時間、上升時間短，超調(diào)率低，具有一定的抗干擾能力，有較強(qiáng)的魯棒性，具有良好的控制品質(zhì)。關(guān)鍵詞：動力定位系統(tǒng)，仿真，控制器，自適應(yīng)模糊邏輯推理AbStractWiththecontinuousdevelopmeIltofshipbuildingindustr)，aIldmehumanconqueStoftheseajo啪eycontinued，D)，namicPositioningSystemareuscdinmoreandmoreships．Comparodwithtlletraditio
5、nal鋤chorpositioning，橢eDynamicPositioningSystemcallpositionwimoutd印thres研ctionanditismoreaccurateandflexible．Witllthecontinuousdevelopmentofcomputertechnologyandsimulationtechnology’thecontroHeroftlleD)，namicPositiollingSystelllisalS0constantlyupg陽diI唱．AgoodcontrolleriseSsentialtomeD)，11amicPos
6、itioningSySt鋤．1'llispaperin仃oducestheadVantagesoftheDyn鋤icPositiollingSystemanditscomposition．Accordingtotheprobabilitytheoryandr觚domp而cessmeoⅨmispaperestablishesaCompletemodelofseaconditions．ItcalldescriptaIldcalculatetheenviromnentmodelaccurately．Tllleseastatemodelincludesthecharacteristicso
7、ftheseabreeze．thecharact甜sticsofwavesandthech鋤．a(chǎn)cteristicsofoceancurrent．Andt11eseastatemodelalsoincludesstressanalysisofsllipsunderthedistIlrb孤ce．Thedynamicmodel叩dthekin鋤aticmodeIoftheshipisalSoessentialtothecontrolleroftheD)，
8、1鋤icPosi
