船舶動力定位能力分析系統(tǒng)研究.pdf

1、動力定位能力分析是動力定位系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，一方面可以評估船舶動力定位系統(tǒng)的能力，另一方面也可以作為其設(shè)計的依據(jù)。本文根據(jù)船舶動力定位系統(tǒng)技術(shù)特點，圍繞動力定位系統(tǒng)能力分析的關(guān)鍵技術(shù)展開研究，包括環(huán)境載荷分析、推進系統(tǒng)模型建立、推力分配策略及優(yōu)化、動力定位能力分析方法。針對動力定位能力靜態(tài)分析方法設(shè)計開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件，并通過工程應(yīng)用研究，實現(xiàn)了對大型耙吸挖泥船“通途”號和YH6020多用途拖輪實船動力定位系統(tǒng)的能力分析。論

2、文主要工作如下：
　?。?）研究了環(huán)境載荷計算方法，建立了風(fēng)、流、浪模型；研究了動力定位船舶推進系統(tǒng)，討論了船舶推進器與船體、推進器、海流三方面的水動力干擾，提出了兩種主要解決措施以提高推進器的推力利用率。
　?。?）研究了推力分配優(yōu)化策略和算法，建立了推力分配數(shù)學(xué)模型，將SQP算法和 PHR算法應(yīng)用到推力分配優(yōu)化問題上，并仿真驗證了這兩種方法的可行性。針對SQP算法和 PHR算法的不足之處，在 PSO算法的基礎(chǔ)上引入遺傳算

3、法得到改進的GA-PSO算法，并應(yīng)用于推力分配優(yōu)化問題中，通過仿真可知：相比SQP算法和PHR算法， GA-PSO算法在保持推力分配合理穩(wěn)定的同時，系統(tǒng)能耗有所降低，表明GA-PSO算法在推力分配優(yōu)化問題方面有更好的效果。
　?。?）針對舵槳組合推力分配問題，采用等效拆分的方法對舵槳組合非凸推力可行域進行凸化處理，通過仿真表明：該凸化技術(shù)優(yōu)化了舵槳組合推力分配問題，驗證了該方法的可行性，而且說明舵的參與使船舶可以承擔(dān)更多的環(huán)境載荷

4、，并有效地降低了系統(tǒng)能耗。
　　（4）基于上述動力定位能力分析關(guān)鍵技術(shù)的理論研究，設(shè)計了動力定位能力分析軟件總體流程以及各個功能模塊。并且基于VS2008平臺，采用VC++和MATLAB混合編程完成了METI_DPCAP軟件開發(fā)。
　?。?）基于所開發(fā)的METI_DPCAP軟件，分別對大型耙吸挖泥船“通途”號和YH6020多用途拖輪進行了動力定位能力分析工程應(yīng)用研究，為其動力定位系統(tǒng)的設(shè)計提供了一定依據(jù)。通過與Kongsbe