锚泊系统的定位控制仿真研究

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1、学校代码：10289分类号：TP13密级：公开学号：122030049江苏科技大学硕士学位论文锚泊系统的定位控制仿真研究研究生姓名秦煜婷导师姓名陈红卫申请学位类别工学硕士学位授予单位江苏科技大学学科专业控制理论与控制工程论文提交日期2014年12月29日研究方向船舶自动化论文答辩日期2015年3月20日答辩委员会主席戴跃伟教授评阅人盲审盲审2015年3月20日分类号：TP13密级：公开学号：122030049工学硕士学位论文锚泊系统的定位控制仿真研究学生姓名秦煜婷指导教师陈红卫教授江苏科技大学二O一五年三月SimulationRe

2、searchofMooringPositionControlSystemSubmittedbyNameQinYutingSupervisedbyProfessorNameChenHongweiJiangsuUniversityofScienceandTechnologyMarch,2015江苏科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文

3、中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日江苏科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于：(1)保密□，在年解密后适用本授权书。(2)不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日摘要摘要随着陆地上资源的逐渐匮乏，

4、人类进军海洋的规模越来越大，海上结构物的数量也不断增长。锚泊定位是海上结构物作业时定位的一种方式。定位控制是其中的重要部分，本文以锚泊定位系统控制开展仿真研究，完成的主要工作如下：(1)归纳比较了不同类型的锚泊定位系统；研究了锚泊定位系统中相关数学模型以及环境载荷计算问题；讨论了滤除环境干扰高频成分，以减少控制系统不必要的损耗而进行的非线性无源滤波器设计问题。(2)针对常规PID控制器参数难调的缺陷，设计了模糊PID控制器使得定位控制系统具有自适应的特点，仿真实验表明：模糊PID控制器改善了定位系统的静态和动态性能。(3)针对模糊

5、PID控制器中逻辑规则较难确定的缺陷，本文利用控制过程中得到的仿真数据为训练样本，研究了具有很强泛化能力的支持向量机，借助其预测能力，构建基于GA-SVM的锚泊船预测控制系统，使系统在环境条件复杂且经验数据量不足的情况下也能保持良好控制性能。(4)针对深海定位系统需求研究了一种推进器辅助锚泊定位系统。由张力控制器跟踪总的执行力，采用锚泊系统补偿持续慢变的环境力，推进器补偿快变的干扰，以实现在平稳的环境条件下，锚泊系统能提供大部分执行力，从而减少燃料的消耗。(5)探讨了锚泊线的收放量的问题。比较了几种典型锚泊系统的布线方式，通过构建

6、目标函数和约束条件，寻找最优布锚方式，计算锚泊线张力及新位置下船舶的各参数，从而确定锚泊线的收放量。关键词工程船；锚泊定位；控制系统设计；仿真IAbstractAbstractHumancometooceantocollectresourceswithlackingofresourcesonland.Thenumberofoffshorestructuresisgrowingandtheyneedtobepositionedbymooringsystem.Anchorpositionsystemisawayofpositionin

7、gwhenoffshorestructuresworkingandpositioningcontrolisanimportantpartofit.Thispaperworksonthestudyandsimulationofmooringposition.Themainworkisdoneasfollows:(1)Thispaperdescribesandcomparesdifferenttypesofmooringsystems.Thenmathematicalmodelsofmooringpositioningsysteman

8、dcalculationofenvironmentalloadarestudied.Anonlinearpassivefilterisdesignedtoremovehighfrequencycomponentsinenvironmentinter