發(fā)布時(shí)間：2021-04-27 19:57

　　動(dòng)力定位系統(tǒng)時(shí)域分析是動(dòng)力定位系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一,時(shí)域分析是通過時(shí)域模擬鉆井平臺(tái)動(dòng)力定位過程中位置、艏向的狀態(tài)及各個(gè)推進(jìn)器隨著位置、艏向改變的響應(yīng)歷程,可為實(shí)際工程設(shè)計(jì)提供參考,有利于進(jìn)一步有效提高平臺(tái)定位精度,因此動(dòng)態(tài)時(shí)域分析在動(dòng)力定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)中有著重要作用。本文針對(duì)動(dòng)力定位系統(tǒng)模型、狀態(tài)估計(jì)方法和時(shí)域仿真方法進(jìn)行了研究,并基于時(shí)域分析法,采用Matlab的Simulink模塊,完成了動(dòng)力定位系統(tǒng)時(shí)域分析實(shí)例研究;最后以海洋鉆井平臺(tái)為研究對(duì)象,對(duì)其定位能力進(jìn)行了實(shí)例分析。論文主要工作如下:（1）介紹了鉆井平臺(tái)動(dòng)力定位的坐標(biāo)系和相關(guān)數(shù)學(xué)模型,包含平臺(tái)本身和環(huán)境載荷等模塊。研究了平臺(tái)在靜水中和正常作業(yè)情況下的動(dòng)力學(xué)方程,給出了低頻、高頻運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型,研究了水動(dòng)力導(dǎo)數(shù)、風(fēng)浪流環(huán)境載荷作用力和力矩的計(jì)算方法。（2）對(duì)動(dòng)力定位系統(tǒng)中狀態(tài)估計(jì)方法進(jìn)行了研究,介紹了狀態(tài)估計(jì)對(duì)象的數(shù)學(xué)模型以及相對(duì)應(yīng)的狀態(tài)空間方程式。研究了幾種非線性狀態(tài)估計(jì)算法的改進(jìn)方法:首先研究了擴(kuò)展卡爾曼濾波;為解決其存在的線性化程度不高的問題,引入了無跡卡爾曼濾波;為解決非高斯逼近、非線性系統(tǒng)的問題,引入了粒子濾波;最后為了彌... 

【文章來源】：江蘇科技大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 動(dòng)力定位系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 動(dòng)力定位系統(tǒng)的構(gòu)成
        1.2.2 狀態(tài)估計(jì)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 動(dòng)力定位時(shí)域分析方法的研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的研究內(nèi)容與章節(jié)安排
第2章 鉆井平臺(tái)動(dòng)力定位系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)學(xué)模型
    2.1 坐標(biāo)系
    2.2 低頻運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型
    2.3 高頻運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型
    2.4 環(huán)境載荷模型
        2.4.1 風(fēng)載荷模型
        2.4.2 浪載荷模型
        2.4.3 流載荷模型
    2.5 本章小結(jié)
第3章 動(dòng)力定位狀態(tài)估計(jì)研究
    3.1 狀態(tài)空間模型
    3.2 非線性狀態(tài)估計(jì)方法
        3.2.1 擴(kuò)展卡爾曼濾波
        3.2.2 無跡卡爾曼濾波
        3.2.3 粒子濾波
        3.2.4 改進(jìn)的MCMC粒子濾波
    3.3 動(dòng)力定位狀態(tài)估計(jì)仿真與分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 動(dòng)力定位時(shí)域仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    4.1 時(shí)域仿真總體結(jié)構(gòu)
    4.2 時(shí)域分析仿真模塊
        4.2.1 平臺(tái)模塊
        4.2.2 環(huán)境載荷模塊
        4.2.3 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)估計(jì)模塊
        4.2.4 控制器模塊
        4.2.5 推力分配模塊
    4.3 動(dòng)力定位時(shí)域分析方法
        4.3.1 動(dòng)力定位時(shí)域分析評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)
        4.3.2 單次定位仿真方法
        4.3.3 極限風(fēng)速曲線計(jì)算方法
        4.3.4 推進(jìn)器利用率曲線計(jì)算方法
    4.4 鉆井平臺(tái)動(dòng)力定位時(shí)域仿真
    4.5 本章小結(jié)
第5章 鉆井平臺(tái)動(dòng)力定位時(shí)域分析實(shí)例
    5.1 981平臺(tái)主要參數(shù)
    5.2 981平臺(tái)工況
    5.3 981平臺(tái)動(dòng)力定位時(shí)域分析
        5.3.1 極限風(fēng)速與推進(jìn)器利用率曲線
        5.3.2 平臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)歷曲線
    5.4 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
    論文研究工作總結(jié)
    展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及學(xué)術(shù)成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]UKF和PF融合算法在動(dòng)力定位船舶狀態(tài)估計(jì)中的應(yīng)用研究[J]. 曹園山,孫強(qiáng).  艦船科學(xué)技術(shù). 2017(05)
[2]基于預(yù)測(cè)判定和無味濾波多目標(biāo)無源跟蹤算法[J]. 丁樹宇,劉偉峰,文成林.  控制工程. 2016(01)
[3]一種船舶推力分配策略的研究與實(shí)現(xiàn)[J]. 班勃,羅巖,葉寶玉,王欽若.  大連海事大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(03)
[4]動(dòng)力定位系統(tǒng)舵槳組合推力分配研究[J]. 袁偉,俞孟蕻,朱艷.  船舶力學(xué). 2015(04)
[5]動(dòng)力定位船控位能力計(jì)算軟件平臺(tái)構(gòu)建研究[J]. 張法富,劉波,楊輝.  船舶工程. 2015(01)
[6]粒子濾波算法[J]. 王法勝,魯明羽,趙清杰,袁澤劍.  計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2014(08)
[7]船舶動(dòng)力定位關(guān)鍵技術(shù)研究綜述[J]. 吳德烽,楊國豪.  艦船科學(xué)技術(shù). 2014(07)
[8]海工船動(dòng)力定位能力分析系統(tǒng)研究與應(yīng)用[J]. 李軍,方泉根,龔少軍.  中國航海. 2014(01)
[9]動(dòng)力定位系統(tǒng)推力分配非線性最優(yōu)化研究（英文）[J]. 劉長德,孫強(qiáng),魏納新,劉正峰.  船舶力學(xué). 2013(12)
[10]海洋工程船推力分配策略[J]. 祝慶慶,俞孟蕻,盧佳佳,韋華.  艦船科學(xué)技術(shù). 2013(05)

博士論文
[1]粒子濾波改進(jìn)算法及其應(yīng)用研究[D]. 曹蓓.中國科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機(jī)械研究所) 2012

碩士論文
[1]動(dòng)力定位船舶位置參考系統(tǒng)的信息融合[D]. 王權(quán)權(quán).大連海事大學(xué) 2014
[2]半潛式平臺(tái)混合式定位系統(tǒng)定位能力研究[D]. 陳靜.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[3]動(dòng)力定位推力系統(tǒng)水動(dòng)力干擾研究[D]. 張申.上海交通大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3164070