船舶动力定位模拟器中的推力系统关键技术研究

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1、囊篓夫学工程硕士专业学位论文船舶动力定位模拟器中的推力系统关键技术研究StudyofKeyTechniquesonThrustSystemforShipDynamicPositioningSimulator学术诚信声明兹呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立进行的研究工作及取得的研究成果。除文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。本人依法享有和承担由此论文产生的权利和责任。声明人(签名)．亏。、)R哞时间：犷(毕．6．／／／保护知识产权声明本人完全了解集美大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学

2、校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意集美大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。作者(签名)：导师(签名)：呼c节坞j时间：狒f吵，7汗．／、／彬R八飞．芽，)多6船舶动力定位模拟器中的推力系统关键技术研究摘要随着人类对海洋的开发与探索逐渐深入，传统锚泊定位方法已经无法满足船舶深海作业的要求，动力定位(DP)船舶的广泛使用已成为必然趋势，DP操作员也将变得不可或缺。然而，DP操作员的培训需要完善的培训设备，动力定位模拟器就是DP培训的主要

3、设备。推力系统作为动力定位模拟器的重要组成部分，通过将控制系统发送到各推进器的推力大小和方向指令实现，产生相应的推力，完成船舶动力定位。本文对动力定位模拟器中的推力仿真子系统，进行系统深入的建模与仿真研究，完成推力仿真子系统的设计与开发，为研制动力定位模拟器奠定理论与实践基础。本文主要完成工作总结如下：(1)对船舶动力定位模拟器的研究现状进行阐述，介绍了船舶动力定位模拟器的组成，详细分析其涉及的关键技术，最后分析了船舶动力定位模拟器中的推力仿真子系统主要研究内容。(2)对推进器的工作特性进行介绍，其中包括推力和力矩的计算公式，船体与螺旋桨的

4、相互作用以及推进器效率。进一步的，考虑动力定位船舶在定点控位和航迹控制两种状态下作业，推进器转速的求解问题。(3)分别采用广义逆推力分配算法、构造矩阵零空间的推力分配算法以及组合偏置推力分配算法三种推力分配算法，对同一推力目标指令进行仿真分配，从仿真结果分析三种推力分配算法的异同以及各自的优缺点，针对三种推力分配算法的仿真结果分析对比，提出一种改进的推力分配算法，并通过仿真验证改进推力分配算法的优势。(4)在(2)和(3)的基础上，采用C#中的WPF技术，完成了推进器数学模型建立、实现推力分配算法以及推力仿真子系统仿真软件的开发，所开发的仿

5、真子系统能够融入到动力定位模拟器中，成为未来动力定位模拟器的一部分。最后，总结全文并提出进一步的研究设想。关键词：动力定位模拟器，推力分配，推力系统，仿真子系统StudyofKeyTechniquesonThrustSystemforShipDynamicPositioningSimulatorAbstractWiththedevelopmentandexplorationofoceangradually，traditionalanchorpositioningmethodhasbeenunabletomeettherequirements

6、ofshipswhichworkingindeepsea．Therefore，extensiveuseofdynamicpositioningfDP)shiphasbecomeaninevitabletrend,DPoperatorwillbecomeindispensableaswell．However,theDPoperatortrainingneededcompleteandperfecttrainingfacilities．DynamicPositioningSimulatoristhemainequipmentforDPopera

7、tortraining．·Asallimportantpartofthedynamicpositioningsimulator,thethrustsystemisworkedbycontrollingeachpropeller’Sthrustanddirection，toachievedtheinstructionsfromthecontrolsystem，inthisway,eachpropellerproducepredeterminedthrusttocompletetheshipdynamicpositioning．nleobjec

8、tiveofthisthesisistodesignanddevelopmentthethrustsimulationsubsystembystudyingonmodelinga