船舶在航行過程中會同時受到自身動力、海風(fēng)、海浪等因素的綜合作用,使得船舶出現(xiàn)高頻運(yùn)動,直接影響著動力定位的穩(wěn)定性和安全性。為找出高頻運(yùn)動的周期性規(guī)律,有效識別高頻運(yùn)動對船舶動力定位的影響,有必要應(yīng)用非線性自適應(yīng)技術(shù)設(shè)計(jì)出動力定位濾波器,以消除對船舶動力推進(jìn)系統(tǒng)的擾動。本文分析了船舶動力定位控制中的船體狀態(tài)、參考坐標(biāo)系、數(shù)學(xué)模型以及環(huán)境動力模型,提出了非線性自適應(yīng)技術(shù)在動力定位控制中的應(yīng)用,并進(jìn)行仿真分析,表明本文提出的動力定位模型具備較強(qiáng)的穩(wěn)定性。

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【部分圖文】：

圖1基于動力定位控制的船舶運(yùn)動參考坐標(biāo)系Fig.1Shipmotionreferencecoordinatesystembasedondynamicpositioningcontrol

分析各軸動向，便于研究船舶動力定位狀態(tài)和姿態(tài)。假設(shè)船體建造質(zhì)量均勻，船體坐標(biāo)系位于船體正中位置，將船體的質(zhì)量中心視為參考坐標(biāo)系的原點(diǎn)，具體如圖1所示。其中，坐標(biāo)系為平面坐標(biāo)系，X軸垂直于橫剖面，Y軸垂直于縱剖面，Z軸垂直于水平面。本文研究的動力控制器需要將船舶視為剛體，引入力學(xué)理....

圖2船舶高低頻疊加運(yùn)動規(guī)律分布圖Fig.2Distributionmapofhighandlowfrequency

會產(chǎn)生擾動力，在忽視船體本身影響的情況下，將濾波器視為推力裝置，給出位置和首向傳感器的測量值，再對船舶運(yùn)動進(jìn)行估測。2.2基于非線性自適應(yīng)技術(shù)的動力定位控制器模型在船舶動力定位控制中，可對船舶模型進(jìn)行線性變換，借助MPC算法構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，發(fā)揮出控制器的作用。MPC是在滾動優(yōu)化中得....

圖3動力定位控制模型下的船舶動向位置變化Fig.3Thechangeofship"sdynamicpositionunderdynamicpositioningcontrolmodel

定位控制受所在環(huán)境、自身動力、區(qū)域范圍等因素的影響，在本次仿真中采用非線性自適應(yīng)技術(shù)驗(yàn)證動力定位控制的有效性。假設(shè)船舶的初始位置為（0，0，0），期望位置為（100，100，0）；操作范圍分別為–0.6E+7～0.6E+7，–0.4E+7～0.4E+7，–5.6E+8～5.6E+....

圖4動力定位控制下的船舶首向角變化Fig.4Changeofshipheadingangleunderdynamic

.[1]王如政,曹陽.綜合電力推進(jìn)系統(tǒng)在中型航標(biāo)船中的設(shè)計(jì)應(yīng)用[J].中國海事,2020(6):47–49.[2]黃羽韜,徐海祥,余文曌,等.動力定位自適應(yīng)變論域模糊PID控制器設(shè)計(jì)[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版),2020,44(2):311–315.[3]張士中.....

本文編號：3935924