国家自然科学基金(51179103)
- 作品数：24 被引量：67H指数：5
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- 船舶动力定位系统的加速度反馈控制
- 2016年
- 以某一驳船为例,应用Fossen教授提出的状态观测器设计,在PID控制系统中加入加速度反馈项,选取两个典型环境力方向角度60°和90°,分别设置不同的加速度增益值进行研究,比较加入加速度反馈项对定位能力的影响并讨论选取最优增益值。通过数值模拟分析得出,90°时定位精度较差。在同一迎浪角度时,随着增益值从0不断增加,定位精度不断提高;如果增益值一直增大,定位精度反而下降,选用适当的加速度反馈增益可以大大增加装有动力定位的浮式结构物的定位能力。引入加速度反馈这一方法特别适合本身质量很小的结构物,对外干扰力的不那么敏感,从而提高动力定位精度。
- 张涛王磊王洪超
- 关键词：PID控制加速度反馈数值模拟
- 基于协同控制的自重构平台算法及试验验证
- 2021年
- 提出一种用于构建新型海上平台的方法.基于多无人船的协同控制实现自重构海上平台,该平台可以根据需求对接成不同形状,并设计旁靠控制器使得无人船进行旁靠对接;采用电磁和连接杆实现对接,同时降低对接难度.利用水池条件构建试验场地,并进行模型试验验证该自重构平台的功能.结果表明:同构的无人船设计使得任意无人船均可以实现对接.与单一海上平台相比,该自重构平台可以完成更复杂的任务,分散的去中心化设计使其更具灵活性和可靠性.
- 于特王磊
- 关键词：自重构协同控制
- 船舶轨迹跟踪研究综述被引量：13
- 2014年
- 船舶轨迹跟踪属于广义上的船舶动力定位,具体来说,是船舶在规定的时间内通过轨迹跟踪系统的控制到达原本设定的位置上。回顾近十几年来船舶轨迹跟踪的研究成果,对全驱动船舶与欠驱动船舶研究做了详细的阐述,包括理论分析、数值计算和实验验证等。轨迹跟踪运动模型保持非线性,还考虑附加质量、科氏力和向心力、非线性阻尼以及风浪流外载荷等。船舶的控制系统非常复杂,是轨迹跟踪的关键核心,从反步法到自适应反步法、全状态反馈、输出反馈、滑模控制再到神经网络控制,对船舶轨迹跟踪的控制效果越来越好。轨迹跟踪的稳定性也是研究重点,用李雅普诺夫方法来保证轨迹跟踪效果的稳定。最后,指出目前船舶轨迹跟踪的主要研究方向,为进一步研究作参考。
- 邱荷珍王磊王洪超
- 关键词：欠驱动船舶
- 基于视线制导和PID控制的欠驱动船舶首摇抑制策略研究被引量：1
- 2022年
- 大型船舶过弯时,若首摇方向与期望航向相反,由于首摇惯性会使船舶失控。对此,提出一种欠驱动船舶的首摇抑制策略,首先建立船舶水平面三自由度模型,利用视线制导将欠驱动船舶的路径跟踪问题转化为航向控制问题,通过在PID控制中添加首摇抑制项,设计基于视线制导和PID控制的首摇抑制器。仿真结果表明,提出的策略同时适用于直线和曲线航段,能有效减小过弯时船舶的最大垂向误差(49.8%)、平均垂向误差(56.2%)、最大航向角误差(43.6%)和平均航向角误差(42.9%),提高路径跟踪精度,可降低首摇角速度和舵角的变化幅度,具有一定的应用价值。
- 郭佳宝彭涛王磊王磊
- 关键词：欠驱动船舶PID控制
- 动力定位控制系统在第六代深水钻井船的应用
- 2015年
- 传统的锚泊定位由于受到水深的限制而无法定位,而动力定位系统则不受到水深的限制而被运用到各种深水海洋结构物中。动力定位系统是指采用推进器抵抗外界风、浪、流的环境载荷,将船舶保持在所要求的位置。而船级社DP3级的附加标志规定,任何单个故障,包括舱室的失效仍应能使海洋结构物正常的定位和作业。现以第六代深水钻井船的DP3级动力定位控制系统为例,详细说明DP控制工作原理以及船级社附加标志的相应配置要求,并结合整个控制系统在实际项目中的应用,重点阐述了DP工作网络、传感器系统、位置参考系统。最后,通过分析验证了整个控制系统满足DP3附加标志的要求。
- 李伟杰王磊
- 关键词：钻井船控制系统动力定位
- 全驱动船舶轨迹跟踪初始位置影响分析被引量：4
- 2015年
- 船舶轨迹跟踪属于广义上的船舶动力定位,具体来说是船舶在规定的时间内,通过轨迹跟踪系统的控制到达原本设定的位置。以某一全驱动船舶为例,分别对预定轨迹为直线和圆进行船舶轨迹跟踪时域模拟研究,通过分析船舶时域模拟轨迹与预设轨迹的水平位置偏差与艏向角偏差研究轨迹跟踪精度,并分析船舶初始位置对轨迹跟踪的影响。研究表明,船舶初始水平位置偏离设定轨迹起点越大,船舶调整至轨迹的时间越长,但最终能回到预设轨迹上;船舶初始艏向如偏离过大,会导致船舶远离预设轨迹。在实际工程应用中,可利用动力定位将船舶定位至轨迹跟踪起点,调整船舶艏向,再开始轨迹跟踪。
- 邱荷珍王磊
- 关键词：动力定位推力分配时域模拟
- 基于动力定位方法的浮托安装模型试验研究被引量：4
- 2015年
- 动力定位系统可以使海洋结构物保持在固定的位置或按照提前设置好的轨迹运动,该文对某浮托安装船在动力定位方法下的安装过程进行了模型试验研究。试验结果表明,动力定位方法应用于浮托安装的方案是可行的,模拟的进船过程亦可为实际的海上操作提供参考。
- 许南王飚王磊周昕达
- 关键词：动力定位模型试验
- 锚泊辅助动力定位系统推力器故障模式影响分析被引量：5
- 2013年
- 锚泊辅助动力定位是将锚泊定位和动力定位相结合的一种新型位置控制系统。以某深水半潜式钻井平台为例,通过时域模拟分析了两个推力器失效模式对平台锚泊辅助动力定位系统定位精度、功率消耗及缆绳张力的影响。分析结果可以看出,深水作业时平台同一配电板上两推力器失效对平台水平偏移有很大影响,可通过减小或取消失效推力器相邻推力器的禁止角及拉紧迎风缆并松弛背风缆的方法来减小平台偏移,节约功耗,为动力定位系统的故障模式与影响分析提供了参考。
- 王洪超王磊张峰
- 关键词：时域模拟
- 8000 m^3耙吸式挖泥船动力定位系统时域模拟与模型试验
- 2016年
- 针对耙吸式挖泥船动力定位系统,以某8 000 m^3耙吸式挖泥船为研究对象,分析其动力定位系统在模拟海况下的定位能力与特点,构建出动力定位时域模型。对挖泥船在各种海况下的实时运动进行时域模拟分析,得到该挖泥船的偏移半径时历和功率消耗时历,并进行相关模型试验。时域模拟与模型试验结果表明,该挖泥船动力定位系统仅可在较小艏向角范围内完成有效定位,由于舵转角的限制,螺旋桨无法在较大艏向角的情况下提供足够的转船力矩完成定位。通过模型试验与时域模拟结果的分析与比较,为动力定位时域模拟程序进一步优化提供参考。
- 朱一鸣王磊张涛刘翰林
- 关键词：耙吸式挖泥船动力定位系统时域模拟模型试验
- 锚泊辅助动力定位系统锚链及推进器复合失效研究被引量：2
- 2018年
- 锚泊辅助动力定位系统是一种新型的海上浮式结构物定位系统,具有定位精度高、功率消耗小等特点。本文以1艘半潜平台为例,对锚链及推进器复合失效模式下的锚泊辅助动力定位系统进行时域模拟,得到了复合失效模式下的定位精度以及功率消耗情况。根据时域模拟的结果,锚泊辅助动力定位系统在复合失效模式下仍能保持较高的定位精度,但平台总的功率消耗大幅增加,且将出现单个推进器功率消耗剧增的情况。本文的结论为实际工程应用提供了一些有价值的参考。
- 刘力宇王磊李博李博
- 关键词：功率消耗
