船舶动力定位系统的推力优化分配研究

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1、分类号；密级１０１５１ＵＤＣ单位代码：戀大４洛事乂学全曰制应用型硕±研究生学位论文船舶动力定位系统的推力优化分配研究张家铭指导教师杜佳髓教授企业导师刘雨申请学位类别工程硕±．工程领域控制工程学位授予单位大连海事大学２０巧年６月分类号密级ＵＤＣ单位代码１０１５１大连海事大学工程硕±学位论文船舶动力定位系统的推力优化分配研究（学位论文形式；应用研究）张家铭指导教师杜佳滿职称＾学位授予单位大连海事大学申请学位类别工程

2、硕±工程领域控制工程论文完成日期２０１５年６月答辩日期２０１５年６月答辩委员会主席ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＴｈｒｕｓｔＯｐｔｉｍｕｍＡｌｌｏｃａｔｉｏｎｆｏｒＤｙｎａｍｉｃＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎＳｓｔ；ｅｍｏｆＳｈｉｇｙｐＡ化ｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔ：ｏＤａｌｉａｎＭａｒｉｔｉｍｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＩｎａｒｔｉａｌｆｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｅｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｄｅｒｅｅｏｆｐｑｇＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｂｙＺｈａｎＪｉａｍｉｎ

3、ｇｇＣｏｎｔｒｏｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎ（ｇｇ）ＴｈｅｓｉｓＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：ＰｒｏｆｅｓｓｏｒＤｕＪｉａｌｕ化ｎｅ２０１５大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明：立进行研究工作所取得的成果本人郑重声巧本论文是在导师的指导下，，独＂船化＂撰写成博／硕±学位论文动力定位系统的推力化化分配研究。除论文中己经注明引巧的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位

4、论文作者签名：学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定：，即大连海事大学有权保留并向国家有关部口或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可Ｗ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，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕±学位论文全文数据库》（中国学术期刊（光盘版）电子杂志社）、《中国学位论文全文数据库》（中国科学技术信息研究所）等数据库中，并Ｗ电子出版物形式出版发行和提

5、供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于：保密□在年解密后适用本授权书。＂＂不保密ｇ／（请在Ｗ上方框内打Ｖ）论文作者签名：师签名：余健唤曰期：年月文伯（＾中文摘要摘要海底石油、天然气等资源的勘探和开采促进了动力定位系统的发展。推力优化分配是动力定位系统的重要组成部分，它的作用是在降低推进系统怠功率消耗、减少推进器之间的相互干扰的影响、降低推进器的噪音和磨损Ｗ及满足推进器物理约束的情况下，将动力定位系统控制器输出的期望的控制信号合理的分配给各个推进器作为其指令信号，使各个推进器共同产生的推力和力矩与控

6、制器输出的期望的控制力和力矩相等。本文实现了降低动力定位船舶功率消耗的推力优化分配的方法。首先，本文综述了国内外关于推力优化分配问题的研究现状，并介绍了推力一优化分配问题的基础知识。随后，个装配有个全回转推进器和两个吊舱式全回转推进器的供给船模型为仿真对象，给出了１＾降低推进器的总功率、减少推力误差、降低推进器噪音和磨损Ｗ及避免推进器奇异配置为目标的推力优化分配问题的目标函数，并确定推力优化分配问题的约束条件。然后，根据建立的推力优化分配问题的数学模型，分别运用序列二次规划法（ＳＱＰ）、遗传算法（ＧＡ）和分布估计算法（ＥＤＡ），

7、对推力优化分配问题进行求解，并对基于上述Ｈ种优化算法的推力优化分配方案进行仿真验证，分析比较仿真结果。最后，考虑不同全回转推进器之间存在的相互干扰，得到多种全回转推进器的扇区（推力产生区域）组合，并在上述推力优化分配问题研究结果的基础上，运用监督控制器监控这些区域，得到基于每种扇区组合的期望的合力与实际得到的合力的误差Ｗ及全回转推进器消耗的总功率；根据得到的所有扇区组合的误差和总功率的大小，，在不同的扇区组合之间进行切换Ｗ最大限度地降低推进器的功率消耗；并用仿真实验验证了利用扇区组合的基于监督与切换的推力分配方法更节能。：动

8、力定化推力