動(dòng)力定位船舶避碰控制方法研究.pdf

1、隨著深海技術(shù)的不斷發(fā)展和推進(jìn)，動(dòng)力定位系統(tǒng)被逐漸廣泛地應(yīng)用在一些工程船和海洋調(diào)查船上。至今，已有超過(guò)1000艘?guī)?dòng)力定位功能的船舶，其中大部分使用在開采勘探油氣儲(chǔ)量的相關(guān)領(lǐng)域。船舶之間的會(huì)遇經(jīng)常發(fā)生在航行的船舶中，船舶碰撞事故可能發(fā)生在狹窄水道，也可能發(fā)生在臨近港口、錨地或航線交叉點(diǎn)的水域，甚至可能發(fā)生在寬闊水域。動(dòng)力定位船舶因?yàn)槌杀景嘿F，以及作業(yè)的特殊性，發(fā)生碰撞之后的損失更大，造成的災(zāi)難更深重。因此，人們對(duì)DP船避碰問(wèn)題的研究越來(lái)越

2、迫切。
　　首先，本文建立了船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型和海洋環(huán)境模型。選用了合適的坐標(biāo)系建立了船舶的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型；DP船一般處于低速作業(yè)，基于此假設(shè)給出了不帶有科里奧利系數(shù)矩陣的船舶動(dòng)力學(xué)模型。隨后建立了船舶在海洋中受到的海風(fēng)、海浪和海流等環(huán)境干擾力模型。為了研究的方便，把船舶的運(yùn)動(dòng)方程轉(zhuǎn)化為空間狀態(tài)方程，選取常用的兩種坐標(biāo)系：平行坐標(biāo)系和北東坐標(biāo)系。
　　其次，介紹了船舶避碰領(lǐng)域的相關(guān)知識(shí)，包括船舶避碰機(jī)理，船舶運(yùn)動(dòng)相關(guān)參數(shù)的計(jì)算，建

3、立以最近會(huì)遇距離DCPA和到最近會(huì)遇時(shí)間TCPA作為判定碰撞危險(xiǎn)度的衡量指標(biāo)的微觀碰撞危險(xiǎn)度。DP船的避碰與一般船舶不同，它們之間的距離很近，確定避碰函數(shù)，分別定義了與避碰函數(shù)相關(guān)的探測(cè)域、安全域和避碰域，確定了區(qū)域形狀和半徑。
　　最后，以最優(yōu)控制原理為基礎(chǔ)，結(jié)合避碰函數(shù)，設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)避碰控制。我們通過(guò)建立低速作業(yè)下DP船的動(dòng)力學(xué)模型，近似看做線性時(shí)不變系統(tǒng)，并且選擇一個(gè)目標(biāo)函數(shù)，分別對(duì)DP船之間的是否存在避碰，以及是否受海洋環(huán)境力