基于LabVIEW的多推进器航行体模型动力定位控制系统设计

针对多推进器航行体控制算法的验证需求,利用LabVIEW搭建了多推进器航行体模型动力定位控制系统。控制系统采用全站仪和惯导组合获得模型的位置和姿态输入,结合PID控制算法以及基于二次规划的推力分配算法进行模型的运动和姿态控制。通过构建图形化的显示界面和友好的人机交互界面,便于实时监控模型的运动状态以及在线修改控制参数;模块化的功能设计,可以任意更换外部测量数据来源以及控制和推力分配方案。试验结果表明,构建的控制系统能够满足多推进器模型多自由度运动控制的需要,并可以此为载体建立动力定位控制方法验证平台。

SRI-VC2110DP动力定位系统控制算法设计

针对2 000 t回转起重船定位及SRI-VC2110DP动力定位系统的需求,在建立回转起重船数学模型的基础上,提出2种动力定位系统预测控制策略。该控制策略在风和流的前馈控制基础上,采用基于卡尔曼滤波的状态估计方法用于估算船舶低频运动信号。仿真结果表明,所提出的方法能够有效的对船舶进行动力定位控制。

基于事件触发机制的动力定位系统神经自适应控制

针对含模型参数不确定和环境干扰的水面船动力定位控制问题,本文提出了一种基于事件触发机制的神经自适应控制算法。结合径向基函数神经网络和最小学习参数算法设计自适应项补偿环境干扰和模型参数不确定。设计的自适应项仅有3个在线学习参数,减少了传统神经网络自适应技术的参数学习个数。再结合动态面控制技术和事件触发机制设计动力定位控制器,其中引入一种事件触发机制降低控制器到执行机构的信息传输负担,同时降低执行机构的动作次数。使用Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的稳定性。通过仿真试验和对比分析验证了提出控制律的有效性。

利用DP动力定位系统实现特殊的船舶操纵

本文介绍了国内某新型科考船配备的DP(英文Dynamic Positioning System)动力定位系统及国内科研院所研发的超短基线水下定位系统的概况,在对超短基线水下定位系统进行海上试验时,需要对水下声信标进行校准试验,试验要求船舶位置要精准控制;依照校准试验要求,利用船载DP动力定位系统精准控制船位进行特殊的船舶操纵,从而满足海洋调查作业对船舶位置精度较高的要求。

船舶动力定位系统及其控制分析研究

本文全面探讨了船舶动力定位系统的现状及其面临的挑战,并提出了相应的控制策略。首先概述了动力定位系统的定义与功能,以及当前技术的应用情况。接着,深入分析了定位精度、系统稳定性及环境适应性等方面存在的问题,并探究了这些问题产生的原因及改善需求。在此基础上,提出了针对性的控制策略,包括提高定位精度的传感器应用与数据融合算法优化,增强系统稳定性的控制系统设计优化与自适应控制算法应用,以及提升环境适应性的环境感知技术应用与环境因素预测与控制策略。本文旨在为船舶动力定位系统的改进与发展提供理论支持和实践指导。

船舶动力定位系统的建模与控制策略研究

船舶动力系统主要由测量、控制、电力推进以及舵桨装置等部分组成,控制系统是动力定位系统中最为重要的环节,其对于船舶运行影响巨大,做好船舶动力定位系统的建模与控制策略研究分析,可以有效提升船舶运行的稳定性与可靠性,降低各类事故的发生频率,对于我国海上作业工作的实施有着较为积极的促进作用。本文,将针对船舶定位系统的建模与控制策略进行分析,探究如何有效优化船舶动力定位系统的建模与控制策略,助力相关行业朝着更加理想化的方向发展。

DP-3动力定位控制系统在钻井平台上的应用

以"海洋石油981"钻井平台项目为例,重点阐述在此项目中的DP-3动力定位控制系统、生产设计及其在DP控制网络上的应用。

FMEA和FCE方法在动力定位控制系统中的应用

针对传统的FMEA(故障模式与影响分析)过于定性化、主观化以及不能进行量化分析的问题,本文提出了一种量化FMEA风险等级数的评定方法,并通过层次分析法(AHP)和模糊综合评判法(FCE)的理论分析,构建了动力定位控制系统的综合评判模型,将FMEA的结果进行了量化分析,从而能更好地预防故障的发生。以Arrow号近海支援船DP2动力定位(DP)控制系统为例,选择操作站操作面板为研究对象,对该系统的各个组成部分及其模块进行了故障模式与影响分析并做出评判,列出了可能发生的故障模式,确定了故障等级并提出了建议措施,其分析结果证明FMEA和模糊综合评判法是有效的。通过对动力定位控制系统进行故障模式与影响分析(FMEA),可以对动力定位控制系统和设备进行改进、维护和完善,以提高其可靠性,延长设备的使用寿命,提高动力定位船舶的安全水平。

船舶动力定位系统控制器的设计

提出了完整的基于船舶运动数学模型的动力定位系统 ,并且提供了定点控制和跟踪控制两种控制方法 ,在跟踪控制中引入船舶运动的参考轨迹模型。应用基于卡尔曼滤波的状态观测器得到控制所需的船舶低频信号 ,控制器的设计采用了考虑积分作用环节的改进LQG算法 ,同时引入前馈以补偿风力作用以及参考轨迹模型带来的影响。最后控制器的性能通过系统的仿真得到验证。

动力定位控制系统研究

回顾近年来船舶与海洋工程动力定位控制系统的研究成果,总结动力定位控制系统中的滤波技术及典型的控制策略,提出将控制系统分为主动式控制和被动式控制。

基于模糊控制的船舶动力定位系统设计与仿真

就船舶动力定位中模糊控制的应用进行了研究 ,探讨了模糊控制中隶属函数和模糊规则的具体制定 ,为进一步的船舶动力定位打下基础。对船舶纵荡运动进行了控制与仿真 ,并对所设计的船舶动力定位系统的硬件及软件系统作了简要的介绍。仿真结果表明 ,所设计的模糊控制器能对船舶的动力定位实施有效的控制。船舶动力定位系统的试验正在进行中。

ROV动力定位系统控制时序与逻辑设计

对ROV动力定位系统(DP)的控制时序和事件触发逻辑进行了分析和设计。解决了包含有核心控制策略算法的动力定位系统与ROV自身水下计算机(下位机)之间的控制时序的匹配问题以及事件触发逻辑关系的相互响应问题;此外,采用线程同步和时钟校验的方法以确保动力定位系统对通讯数据包的实时跟踪处理。从试验情况来看,本文提出的设计完全满足实际工程作业的要求。

半潜式海洋平台动力定位控制系统研究现状与进展

在分析与总结相关文献的基础上,介绍了动力定位系统的优缺点;介绍了半潜式石油平台动力定位控制系统的原理、组成、结构以及一般定位精度要求和常见位置参考方式;着重对比分析了动力定位系统建模以及半潜式海洋平台动力定位控制方法,并针对目前研究现状及热点问题提出了研究展望.

基于以太网的船舶动力定位控制系统设计

动力定位系统是现代深海船舶和海洋平台必不可少的支持系统,该文提出了一种基于以太网技术的船舶动力定位控制系统设计方案,并以"锋阳海工"号铺缆船为目标,进行了实船控制系统的研制工作,该控制系统经1:13的水池模型验证,获得了良好效果。

深水半潜式钻井平台DP3动力定位系统设计和应用

海洋石油气开采向着更深的水域和更恶劣的环境进军,随着水深的增加,传统的锚泊定位系统因锚链重量的增加和平台甲板可变载荷的减少已不能满足深水海洋石油气勘探开采装置的定位要求,代之以数字计算机控制技术的动力定位系统(DP3)。其通过不断地检测平台实际位置与目标位置的偏差,产生控制指令并通过控制系统分配到对应的推进器上,使平台保持在设定的位置上或沿设定的轨迹运动。针对某3 000 m深水半潜式钻井平台项目,对DP3动力定位系统的设计和应用进行了介绍,并对平台的动力定位系统和辅助系统进行了FMEA分析。

模糊PID控制在船舶动力定位系统中的应用

根据建立的船舶横荡、纵荡和首摇3种自由度的低频运动模型,并结合模糊控制理论和经典PID控制方法,设计出基于船舰动态过程的PID参数模糊自整定控制器。经过Matlab仿真验证,所设计的智能控制器控制品质高,鲁棒性强,能对船舶进行有效定位。

滑模控制船舶动力定位控制系统研究

为了提高动力定位船舶或作业平台在复杂海况条件下的定位精度,对动力定位船舶的控制器进行设计研究,通过建立简化的船舶三自由度数学模型,采用滑模变结构控制方法进行控制器的设计,并基于李雅普诺夫函数进行稳定性分析,通过软件进行仿真验证,仿真结果表明,在存在外界环境干扰的条件下,所设计的滑模控制器能够较好的保持系统的稳定性和鲁棒性,控制性能良好,对进一步研究动力定位船舶的控制系统有一定的参考意义。

基于非线性控制理论的船舶动力定位控制系统的数学模型

考虑到船舶的动态特性存在固有的强非线性以及非线性控制改善系统性能和鲁棒性的能力,将非线性控制理论应用到船舶动力定位控制系统的设计中,对某供应船的计算机模型进行仿真,仿真分析表明非线性控制系统是有效的。

非线性Backstepping算法在船舶动力定位系统控制的应用

船舶的动力定位是指船舶在某些特定工况下,利用推进器和螺旋桨等产生推力和力矩,抵消海风、海浪等因素的干扰作用力和力矩,从而使船舶在海面某一区域保持相对静止。由于海上气象条件和海水深度的影响,传统的锚式系泊定位已经难以满足需求,而船舶动力定位系统的灵活性高、定位精度高、抗干扰能力强,因此应用越来越广泛。本文建立了船舶动力定位系统和干扰因素的数学模型,结合Backstepping非线性控制理论,设计了一种新型船舶动力定位系统的控制策略,并对该动力定位系统的位移控制响应进行了基于Matlab的仿真分析。

DP-3级动力定位控制系统的不间断电源设计

不间断电源(uninterruptible power supply)是能为负载提供不间断电源和清洁电源的供电系统。根据船级社规范的要求,不间断电源对于动力定位系统是必不可少的。现以一艘实际深水钻井船为例,从动力定位系统(dynamic positioning system)的DP3级的角度阐述DP控制系统的不间断电源设计。本文首先介绍了常用的两种不间断电源的类型,再从动力定位系统的角度阐述了不间断电源的负载分配,最后再具体说明了不间断电源在设备布置时需要考虑的要点。