船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)推力分配優(yōu)化問題研究.pdf

1、隨著深海石油、天然氣等資源勘探及開采規(guī)模的不斷擴(kuò)大，船舶動(dòng)力定位技術(shù)受到了廣泛的關(guān)注。推力分配作為動(dòng)力定位系統(tǒng)的重要組成部分，將控制器計(jì)算出的合力及力矩分配為每個(gè)推進(jìn)器應(yīng)產(chǎn)生的力和方向，其分配結(jié)果的好壞直接影響到動(dòng)力定位的精度、船舶的連續(xù)作業(yè)時(shí)間以及推進(jìn)設(shè)備的使用壽命。因此，推力分配問題的研究對(duì)提高船舶動(dòng)力定位性能具有重要意義。
　　本文以裝配有主螺旋槳-舵的動(dòng)力定位船舶為對(duì)象，將推力分配看成優(yōu)化問題進(jìn)行研究，提出了三種不同的推力

2、分配優(yōu)化方法。首先，為解決主螺旋槳．舵的推力可行域非凸性問題，對(duì)推力可行域的邊界約束進(jìn)行了線性化處理，并將推力可行域拆分為兩部分，得出了四種具有凸推力可行域的推力分配優(yōu)化子問題，同時(shí)，根據(jù)建立的推力分配優(yōu)化子問題的目標(biāo)函數(shù)及約束條件的具體形式，選用二次規(guī)劃算法求解推力分配優(yōu)化子問題，得出最終的分配方案;進(jìn)一步，考慮到舵機(jī)的舵角及推進(jìn)器轉(zhuǎn)速的變化率的物理受限問題，將舵機(jī)的舵角及推進(jìn)器轉(zhuǎn)速作為推力分配優(yōu)化問題的優(yōu)化變量，并將動(dòng)態(tài)可行域拆分為

3、兩部分，得出了四種推力分配優(yōu)化子問題，同時(shí)，根據(jù)建立的推力分配優(yōu)化子問題的目標(biāo)函數(shù)及約束條件的具體形式，選用粒子群算法求解推力分配優(yōu)化子問題，得出最終的分配方案;最后，為提高推力分配優(yōu)化方法對(duì)推力分配優(yōu)化問題的求解速度，結(jié)合前兩種推力分配優(yōu)化方法的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)上述兩種推力分配優(yōu)化方法進(jìn)行融合并引入切換技術(shù)，提出了依據(jù)主螺旋槳轉(zhuǎn)速的大小，選取不同的方法對(duì)推力分配優(yōu)化問題進(jìn)行求解的混合推力分配優(yōu)化方法。
　　最后，以一艘供給船模型Cybe