船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)的推力優(yōu)化分配研究

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1、分類號(hào)；密級(jí)１０１５１ＵＤＣ單位代碼：戀大４洛事乂學(xué)全曰制應(yīng)用型碩±研究生學(xué)位論文船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)的推力優(yōu)化分配研究張家銘指導(dǎo)教師杜佳髓教授企業(yè)導(dǎo)師劉雨申請(qǐng)學(xué)位類別工程碩±．工程領(lǐng)域控制工程學(xué)位授予單位大連海事大學(xué)２０巧年６月分類號(hào)密級(jí)ＵＤＣ單位代碼１０１５１大連海事大學(xué)工程碩±學(xué)位論文船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)的推力優(yōu)化分配研究（學(xué)位論文形式；應(yīng)用研究）張家銘指導(dǎo)教師杜佳滿職稱＾學(xué)位授予單位大連海事大學(xué)申請(qǐng)學(xué)位類別工程

2、碩±工程領(lǐng)域控制工程論文完成日期２０１５年６月答辯日期２０１５年６月答辯委員會(huì)主席ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＴｈｒｕｓｔＯｐｔｉｍｕｍＡｌｌｏｃａｔｉｏｎｆｏｒＤｙｎａｍｉｃＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎＳｓｔ；ｅｍｏｆＳｈｉｇｙｐＡ化ｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔ：ｏＤａｌｉａｎＭａｒｉｔｉｍｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＩｎａｒｔｉａｌｆｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｅｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｄｅｒｅｅｏｆｐｑｇＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｂｙＺｈａｎＪｉａｍｉｎ

3、ｇｇＣｏｎｔｒｏｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎ（ｇｇ）ＴｈｅｓｉｓＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：ＰｒｏｆｅｓｓｏｒＤｕＪｉａｌｕ化ｎｅ２０１５大連海事大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明：立進(jìn)行研究工作所取得的成果本人鄭重聲巧本論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，，獨(dú)＂船化＂撰寫成博／碩±學(xué)位論文動(dòng)力定位系統(tǒng)的推力化化分配研究。除論文中己經(jīng)注明引巧的內(nèi)容外，對(duì)論文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中Ｗ明確方式標(biāo)明。本論文中不包含任何未加明確注明的其他個(gè)人或集體已經(jīng)公開發(fā)表或未公開發(fā)表的成果。本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。學(xué)位

4、論文作者簽名：學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者及指導(dǎo)教師完全了解大連海事大學(xué)有關(guān)保留、使用研究生學(xué)位論文的規(guī)定：，即大連海事大學(xué)有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交學(xué)位論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大連海事大學(xué)可Ｗ將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，也可采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編學(xué)位論文。同意將本學(xué)位論文收錄到《中國(guó)優(yōu)秀博碩±學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》（中國(guó)學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社）、《中國(guó)學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》（中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所）等數(shù)據(jù)庫(kù)中，并Ｗ電子出版物形式出版發(fā)行和提

5、供信息服務(wù)。保密的論文在解密后遵守此規(guī)定。本學(xué)位論文屬于：保密□在年解密后適用本授權(quán)書。＂＂不保密ｇ／（請(qǐng)?jiān)冢咨戏娇騼?nèi)打Ｖ）論文作者簽名：師簽名：余健喚曰期：年月文伯（＾中文摘要摘要海底石油、天然氣等資源的勘探和開采促進(jìn)了動(dòng)力定位系統(tǒng)的發(fā)展。推力優(yōu)化分配是動(dòng)力定位系統(tǒng)的重要組成部分，它的作用是在降低推進(jìn)系統(tǒng)怠功率消耗、減少推進(jìn)器之間的相互干擾的影響、降低推進(jìn)器的噪音和磨損Ｗ及滿足推進(jìn)器物理約束的情況下，將動(dòng)力定位系統(tǒng)控制器輸出的期望的控制信號(hào)合理的分配給各個(gè)推進(jìn)器作為其指令信號(hào)，使各個(gè)推進(jìn)器共同產(chǎn)生的推力和力矩與控

6、制器輸出的期望的控制力和力矩相等。本文實(shí)現(xiàn)了降低動(dòng)力定位船舶功率消耗的推力優(yōu)化分配的方法。首先，本文綜述了國(guó)內(nèi)外關(guān)于推力優(yōu)化分配問(wèn)題的研究現(xiàn)狀，并介紹了推力一優(yōu)化分配問(wèn)題的基礎(chǔ)知識(shí)。隨后，個(gè)裝配有個(gè)全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器和兩個(gè)吊艙式全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器的供給船模型為仿真對(duì)象，給出了１＾降低推進(jìn)器的總功率、減少推力誤差、降低推進(jìn)器噪音和磨損Ｗ及避免推進(jìn)器奇異配置為目標(biāo)的推力優(yōu)化分配問(wèn)題的目標(biāo)函數(shù)，并確定推力優(yōu)化分配問(wèn)題的約束條件。然后，根據(jù)建立的推力優(yōu)化分配問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型，分別運(yùn)用序列二次規(guī)劃法（ＳＱＰ）、遺傳算法（ＧＡ）和分布估計(jì)算法（ＥＤＡ），

7、對(duì)推力優(yōu)化分配問(wèn)題進(jìn)行求解，并對(duì)基于上述Ｈ種優(yōu)化算法的推力優(yōu)化分配方案進(jìn)行仿真驗(yàn)證，分析比較仿真結(jié)果。最后，考慮不同全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器之間存在的相互干擾，得到多種全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器的扇區(qū)（推力產(chǎn)生區(qū)域）組合，并在上述推力優(yōu)化分配問(wèn)題研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，運(yùn)用監(jiān)督控制器監(jiān)控這些區(qū)域，得到基于每種扇區(qū)組合的期望的合力與實(shí)際得到的合力的誤差Ｗ及全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器消耗的總功率；根據(jù)得到的所有扇區(qū)組合的誤差和總功率的大小，，在不同的扇區(qū)組合之間進(jìn)行切換Ｗ最大限度地降低推進(jìn)器的功率消耗；并用仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了利用扇區(qū)組合的基于監(jiān)督與切換的推力分配方法更節(jié)能。：動(dòng)

8、力定化推力