1000米采礦船動力定位的推力系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著人類對海洋開發(fā)的深入和地域的擴(kuò)展,船舶動力定位系統(tǒng)(Dynamic Positioning System簡稱DPS)被賦予了重要的使命.船舶動力定位是依靠自身的動力,在控制系統(tǒng)的指揮下抵抗外界的干擾(風(fēng)、浪和海流等),使其保持某一位置和艏向、懸停于空間任何一定點(diǎn)位置.它具有不受海水深度影響、定位準(zhǔn)確快速、操作方便等特點(diǎn).船舶動力定位系統(tǒng)由三部分組成:測量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及推力(執(zhí)行)系統(tǒng).本文是針對實(shí)際工程項(xiàng)目——1000米采礦船動

2、力定位提出的需求進(jìn)行的研究,主要方向是1000米采礦船動力定位推力系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)研究.本文首先從理論研究出發(fā)確定了船舶動力定位的數(shù)學(xué)模型,包括船舶數(shù)學(xué)模型所采用的兩種坐標(biāo)系,低頻運(yùn)動和高頻運(yùn)動的數(shù)學(xué)模型及環(huán)境因素的數(shù)學(xué)模型.在數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,建立了船舶動力定位的測量系統(tǒng),主要內(nèi)容為位置測量設(shè)備、艏向測量設(shè)備及一些傳感器.然后分析了船舶動力定位執(zhí)行機(jī)構(gòu)——推力器的特點(diǎn)并進(jìn)行了初步設(shè)計(jì),這是本文的核心部分,本部分從推力器的一般性能、分類和

3、所需最大功率開始,對1000米采礦船動力定位推力器的特點(diǎn)進(jìn)行了分析,逐步建立起本船動力定位推力器的配置方案,進(jìn)行了驅(qū)動方式的選擇和控位能力分析,得到比較合理的推力器配置方案.最后,建立了推力器的驅(qū)動模型和對推力分配單元進(jìn)行了分析研究.驅(qū)動模型中包括原動機(jī)、推力控制系統(tǒng)及反饋和性能傳感器,推力分配單元負(fù)責(zé)把來自動力定位控制器的合力和合力矩分配到各個(gè)推力器上去,本文對此問題做了具體研究并用Matlab工具箱做了仿真,仿真結(jié)果滿足動力定位要求