動(dòng)力定位船推進(jìn)系統(tǒng)容錯(cuò)控制方法研究.pdf

1、隨著陸地資源的不斷衰竭，人們開始將目光轉(zhuǎn)向了資源豐富的海洋，然而海洋資源的開發(fā)和探索往往需要高科技的海洋裝備，動(dòng)力定位(Dynamic Positioning,DP)技術(shù)作為深海開發(fā)的一把利劍也因此受到更多的青睞?？紤]到船舶的安全性和可靠性，現(xiàn)代的動(dòng)力定位系統(tǒng)都存在硬件設(shè)備上的物理冗余和軟件控制算法上的解析冗余，當(dāng)系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，通過解析冗余關(guān)系來調(diào)整物理冗余設(shè)備進(jìn)而達(dá)到容錯(cuò)控制的目的，使得經(jīng)過容錯(cuò)控制后的故障系統(tǒng)仍能夠滿足一定條件

2、的作業(yè)要求。
　　本文首先建立動(dòng)力定位船的動(dòng)力學(xué)模型和運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，同時(shí)對(duì)推進(jìn)系統(tǒng)部分也做了相應(yīng)的介紹，給出用于方法驗(yàn)證的船舶模型各項(xiàng)參數(shù)，并對(duì)該船舶模型進(jìn)行基本的操縱性仿真。其次，對(duì)動(dòng)力定位船推進(jìn)系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的故障類型、故障表現(xiàn)以及故障發(fā)生后可能造成的后果進(jìn)行介紹，通過該部分介紹能夠更好地對(duì)故障診斷部分的故障類型設(shè)置及分析提供依據(jù)。然后，對(duì)于動(dòng)力定位船推進(jìn)系統(tǒng)的故障診斷問題采用基于自適應(yīng)滑模觀測(cè)器的全局故障診斷和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的局

3、部故障診斷方法，主要由于動(dòng)力定位船通常是配置多個(gè)推進(jìn)器使得系統(tǒng)存在強(qiáng)耦合，全局的故障診斷不能準(zhǔn)確地判斷出故障位置，而將兩者結(jié)合能夠明顯增強(qiáng)診斷結(jié)果的可信度，之后對(duì)滑模觀測(cè)器故障診斷部分通過仿真驗(yàn)證方法的有效性，而利用Qt建立的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷平臺(tái)也能夠較好地識(shí)別出故障情況。最后，在解決推進(jìn)器故障情況下的容錯(cuò)控制問題時(shí)，根據(jù)故障診斷結(jié)果，考慮實(shí)際工程中會(huì)存在推進(jìn)器的輸出飽和問題，同時(shí)要維持標(biāo)稱控制器仍保留在控制回路中，采用輸入飽和自適應(yīng)滑