船舶動力定位能力頻域與時域分析方法研究.pdf

1、動力定位系統(tǒng)是一種依靠船舶自身推進(jìn)裝置產(chǎn)生推力以抵抗外界風(fēng)浪流等環(huán)境載荷作用的定位系統(tǒng)，它能夠保障海洋工程結(jié)構(gòu)物在復(fù)雜多變的海洋環(huán)境下完成正常作業(yè)。
　　本文對動力定位能力頻域分析和時域分析方法進(jìn)行了研究，以某多功能拖輪為研究對象，對其控位能力進(jìn)行了實例分析；并基于頻域分析法，采用Matlab和C++混合編程，完成了動力定位能力頻域分析軟件的開發(fā)。論文的研究內(nèi)容涵蓋以下幾個部分：
　　(1)船舶動力定位系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型研究

2、>　　建立了相關(guān)的船舶運(yùn)動數(shù)學(xué)模型，包括低頻運(yùn)動模型、高頻運(yùn)動模型、推進(jìn)器推力模型、環(huán)境載荷模型，并對模型進(jìn)行了仿真計算和驗證，為船舶動力定位系統(tǒng)設(shè)計和定位能力評估軟件設(shè)計提供了模型支持。
　　(2)動力定位頻域分析法研究
　　建立了動力定位能力頻域分析流程，研究了推力分配優(yōu)化策略及算法、推力利用率及極限風(fēng)速曲線計算流程，計算并繪制了多功能拖輪的極限風(fēng)速曲線，對其定位能力進(jìn)行了分析。
　　(3)動力定位時域分析法研究<

3、br>　　根據(jù)動力定位系統(tǒng)運(yùn)動學(xué)特性和相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，基于 Kalman濾波原理設(shè)計了濾波器，并對其濾波效果進(jìn)行了仿真驗證。針對動力定位控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，設(shè)計了PID控制器、模糊 PID控制器、DMC-PID控制器，并對控制器的控制效果進(jìn)行了仿真驗證，結(jié)果表明所有控制器能夠滿足拖輪定位的需求，但模糊 PID綜合控制效果更好。建立了動力定位時域分析流程，以多功能拖輪為例，對其進(jìn)行了定位能力時域分析。
　　(4)動力定位能力頻域分析軟件