本文關鍵詞：船舶動力定位模擬器中的推力系統(tǒng)關鍵技術研究

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【摘要】：隨著人類對海洋的開發(fā)與探索逐漸深入，傳統(tǒng)錨泊定位方法已經無法滿足船舶深海作業(yè)的要求，動力定位(DP)船舶的廣泛使用已成為必然趨勢，DP操作員也將變得不可或缺。然而，DP操作員的培訓需要完善的培訓設備，動力定位模擬器就是DP培訓的主要設備。 推力系統(tǒng)作為動力定位模擬器的重要組成部分，通過將控制系統(tǒng)發(fā)送到各推進器的推力大小和方向指令實現，產生相應的推力，完成船舶動力定位。本文對動力定位模擬器中的推力仿真子系統(tǒng)，進行系統(tǒng)深入的建模與仿真研究，完成推力仿真子系統(tǒng)的設計與開發(fā)，為研制動力定位模擬器奠定理論與實踐基礎。本文主要完成工作總結如下： (1)對船舶動力定位模擬器的研究現狀進行闡述，介紹了船舶動力定位模擬器的組成，詳細分析其涉及的關鍵技術，最后分析了船舶動力定位模擬器中的推力仿真子系統(tǒng)主要研究內容。 (2)對推進器的工作特性進行介紹，其中包括推力和力矩的計算公式，船體與螺旋槳的相互作用以及推進器效率。進一步的，考慮動力定位船舶在定點控位和航跡控制兩種狀態(tài)下作業(yè)，推進器轉速的求解問題。 (3)分別采用廣義逆推力分配算法、構造矩陣零空間的推力分配算法以及組合偏置推力分配算法三種推力分配算法，對同一推力目標指令進行仿真分配，從仿真結果分析三種推力分配算法的異同以及各自的優(yōu)缺點，，針對三種推力分配算法的仿真結果分析對比，提出一種改進的推力分配算法，并通過仿真驗證改進推力分配算法的優(yōu)勢。 (4)在(2)和(3)的基礎上，采用C#中的WPF技術，完成了推進器數學模型建立、實現推力分配算法以及推力仿真子系統(tǒng)仿真軟件的開發(fā)，所開發(fā)的仿真子系統(tǒng)能夠融入到動力定位模擬器中，成為未來動力定位模擬器的一部分。 最后，總結全文并提出進一步的研究設想。
【關鍵詞】：動力定位模擬器 推力分配 推力系統(tǒng) 仿真子系統(tǒng)
【學位授予單位】：集美大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：U664.82
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 引言10-23
• 1.1 船舶動力定位系統(tǒng)概述10-11
• 1.2 船舶動力定位模擬器研究現狀11-12
• 1.3 船舶動力定位模擬器組成及關鍵技術12-19
• 1.3.1 船舶動力定位模擬器組成12-13
• 1.3.2 船舶動力定位模擬器關鍵技術13-19
• 1.4 動力定位模擬器推力子系統(tǒng)關鍵技術19-21
• 1.4.1 推力子系統(tǒng)工作流程19-20
• 1.4.2 推力子系統(tǒng)關鍵技術20-21
• 1.5 本論文主要內容21-22
• 1.6 本章小結22-23
• 第2章 推進器數學模型23-28
• 2.1 敞水螺旋槳的推力和力矩23
• 2.2 螺旋槳工作特性曲線23-24
• 2.3 船體與螺旋槳相互作用24-25
• 2.3.1 船體對螺旋槳的影響——伴流24
• 2.3.2 螺旋槳對船體的影響——推力減額24-25
• 2.4 推進效率25
• 2.5 推進器轉速的求解25-27
• 2.6 本章小結27-28
• 第3章 一種改進的推力分配算法28-46
• 3.1 推力分配基本算法28-29
• 3.2 構造矩陣零空間的推力分配算法29-33
• 3.2.1 約束條件30-31
• 3.2.2 基于構造矩陣零空間的推力分配策略31-32
• 3.2.3 算法步驟32-33
• 3.3 組合偏置推力分配算法33-36
• 3.3.1 組合偏置33-34
• 3.3.2 自適應組合偏置策略34-35
• 3.3.3 組合偏置推力分配算法35-36
• 3.4 三種分配方法仿真結果分析36-40
• 3.5 本文提出的改進推力分配算法40-45
• 3.5.1 改進推力分配算法的流程40
• 3.5.2 仿真結果40-45
• 3.6 本章小結45-46
• 第4章 推力仿真子系統(tǒng)的設計與開發(fā)46-57
• 4.1 推力仿真子系統(tǒng)的設計思想46-47
• 4.1.1 總體設計思想46
• 4.1.2 開發(fā)軟件的選擇46-47
• 4.2 仿真系統(tǒng)特點47
• 4.3 軟件系統(tǒng)實現47-55
• 4.3.1 仿真模型設計與開發(fā)48
• 4.3.2 仿真界面設計與開發(fā)48-49
• 4.3.3 軟件系統(tǒng)的實現49-54
• 4.3.4 VS2010 項目的部署與安裝54-55
• 4.4 仿真結果分析55-56
• 4.5 本章小結56-57
• 第5章 結論與展望57-59
• 5.1 總結57-58
• 5.2 展望58-59
• 致謝59-60
• 參考文獻60-63
• 在學期間發(fā)表的學術論文63

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 賈文玨;;Google Earth和World Wind比較研究[J];國土資源信息化;2006年05期

2 孫才勤;王貝貝;張靈杰;許建;;船舶電力系統(tǒng)中同步發(fā)電機數學建模與仿真[J];大連海事大學學報;2013年01期

3 王芳;潘再生;萬磊;徐玉如;;深水鉆井平臺動力定位的推力分配研究[J];船舶力學;2013年Z1期

4 曹輝;張均東;;現代船舶輪機模擬器的應用與發(fā)展[J];航海教育研究;2012年01期

5 孫俊,陳明昭,程樹良,陳輝;WMS-2000A輪機模擬器數據通信系統(tǒng)設計與實現[J];交通與計算機;2003年02期

6 吳楠;陳紅衛(wèi);;船舶動力定位仿真系統(tǒng)設計[J];艦船科學技術;2013年05期

7 王瑩;諶棟梁;謝穎;張園;;基于構造矩陣零空間的動力定位系統(tǒng)推力分配方法[J];海洋工程;2013年04期

8 黃志堅;胡以懷;;SMSC-2006型輪機模擬器主機仿真建模[J];中國水運(學術版);2007年03期

9 何治斌;張均東;林葉錦;曾鴻;嚴浪濤;;國內外輪機模擬器的發(fā)展及對比研究[J];造船技術;2007年01期

10 肖凡;張濤;萬峻;;海洋環(huán)境中船舶運動規(guī)律的可視化仿真方法研究[J];造船技術;2010年03期

本文編號：545948