單點錨泊系統(tǒng)動力學(xué)建模仿真與姿態(tài)控制研究.pdf

1、海上定位作業(yè)是工程船舶所面臨的最為重要的一類工況。當(dāng)前在船舶工程和海洋工程中,主要采用兩種定位系統(tǒng):錨泊定位系統(tǒng)(Mooring System)和動力定位系統(tǒng)(Dynamic Positioning System,DPS)。由于錨泊系統(tǒng)具有投資少、可靠度高、使用、維修方便等特點,因而錨泊系統(tǒng)是目前主要采用的定位系統(tǒng)。動力定位系統(tǒng)是一種通過控制船舶自身的動力裝置產(chǎn)生推力向量來對風(fēng)、浪和流等外部的作用力進行補償,以使水面上船舶的位置自動的保

2、持在給定范圍內(nèi)的技術(shù)。動力定位系統(tǒng)相對于錨泊系統(tǒng)等,具有定位精度更高、靈活性更好、適用于多種海況,機動性強,成本不隨水深增加而增加,操作方便等優(yōu)點。因此,通常情況下需要增加動力定位系統(tǒng)作為船舶必要的輔助定位措施。本文結(jié)合實際項目主要以解決錨泊系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題為出發(fā)點,從而對單點錨泊系統(tǒng)的動力定向技術(shù)展開研究。
　　 首先,根據(jù)MMG建模思想,建立了單點錨泊系統(tǒng)水平面內(nèi)三個自由度的動力學(xué)模型。
　　 其次,從已建立的系統(tǒng)動

3、力學(xué)模型入手,編寫計算機的仿真程序,對單點錨泊狀態(tài)下的船舶運動情況進行仿真分析,得出了單點錨泊狀態(tài)下船舶的“偏蕩”運動情況和所受外部載荷的變化情況。
　　 最后,對錨泊船舶的動力定向技術(shù)展開研究。通常情況下采用船外機提供船舶定向所需要的控制力的形式實現(xiàn)動力定向的要求。船外機布置在船體尾部,能夠?qū)崿F(xiàn)水平面內(nèi)180°回轉(zhuǎn),同時提供相應(yīng)大小的推力。針對錨泊系統(tǒng)艏向角自動保持的控制方法,在前期研究中,為簡化控制方法,設(shè)船外機作用力方向與