穿梭油輪相對于FPSO的動力定位研究.pdf

1、在海上的浮式生產、存儲、卸載平臺(Floating Production Shortageand Offloading,簡稱FPSO)系統(tǒng)中,穿梭油輪承擔著為FPSO卸載原油并運送到陸地的任務。在FPSO存儲原油卸載過程中,穿梭油輪需要靠近并長時間停留在它附近合適的相對位置,復雜的海洋環(huán)境使得這一靠近和長時間的停留充滿了未知性和風險性。船舶動力定位技術是使船舶在海上某一區(qū)域精確定位的技術,在穿梭油輪上使用這一技術能夠為靠近和停留過程提供

2、技術上的有力保障,使得原油卸載安全、快速的進行。本論文的主要研究內容如下:
　　首先,建立了穿梭油輪和FPSO的仿真數學模型,主要包括運動學和動力學兩部分。其中,FPSO由于受到系泊系統(tǒng)的束縛,在受到海洋環(huán)境力的作用時,在一定活動區(qū)域內是不斷運動的。因此本文通過對FPSO的系泊纜進行有限元分析,建立了內轉塔式FPSO系泊數學模型,然后建立了仿真中使用的風、浪、流海洋環(huán)境數學模型。最后利用Matlab仿真軟件進行了所建立的穿梭油輪和

3、內轉塔式FPSO數學模型的仿真驗證性實驗。
　　其次,介紹了模糊控制、免疫系統(tǒng)機理和灰色預測的相關理論知識。根據模糊控制和免疫系統(tǒng)的原理設計了穿梭油輪動力定位系統(tǒng)的模糊免疫控制器。最后引入灰色預測原理,建立灰色預測模型,進行穿梭油輪當前位置和艏向相對于設定值偏差變化趨勢的預測,以確定穿梭油輪動力定位控制器的超前輸入控制值,進而使控制器達到及時控制,提高自適應能力的目的。
　　最后,詳細分析了穿梭油輪對FPSO存儲原油的卸載過

4、程,為了減少穿梭油輪動力定位系統(tǒng)能量的消耗以提高經濟效益,針對相應的過程設計了控制策略。為了確定穿梭油輪動力定位控制器在控制策略下的性能,設計了相應的Matlab仿真實驗。通過相關的仿真圖形說明所設計的穿梭油輪動力定位控制器和控制策略在FPSO原油卸載過程中能夠圓滿完成任務。
　　本文的主要工作是建立穿梭油輪和FPSO的仿真數學模型,并建立與仿真有關的風、浪、流等海洋環(huán)境力數學模型?；谏鲜鼋⒌臄祵W模型進行了穿梭油輪動力定位控制