基于强化学习的锚泊辅助动力定位系统定位点选取方法

1

作者 蒋旭 王磊 王一听 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2024年第6期41-51,共11页

海上作业中,适当的定位点可以显著降低锚泊辅助动力定位(PM)系统的能耗。为了找到能效最优的定位点,使得锚泊系统能够补偿主要的环境载荷而推进器只需抑制海洋结构物的摇荡运动,提出了一种基于模型的强化学习(RL)方法进行最优定位点的... 海上作业中,适当的定位点可以显著降低锚泊辅助动力定位(PM)系统的能耗。为了找到能效最优的定位点,使得锚泊系统能够补偿主要的环境载荷而推进器只需抑制海洋结构物的摇荡运动,提出了一种基于模型的强化学习(RL)方法进行最优定位点的决策。该方法通过直接和间接学习更新Q函数,并且通过支持向量回归来近似环境模型的奖励函数。仿真结果表明,该方法能够在未知和随机环境中通过持续的规划、执行和学习成功地确定最优定位点,且可以有效加快决策代理的学习速度。 展开更多

关键词 锚泊辅助动力定位系统 定位点优化 强化学习 基于模型 导航控制

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深水半潜平台锚泊辅助动力定位系统功率消耗研究 被引量：11

2

作者 孙攀 王磊 王亮 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2010年第3期24-30,共7页

以一艘半潜平台为例,对其推力器和锚泊系统进行合理的布置,在给定的环境载荷条件下,研究其在1 500 m水深时的定位情况。对比分析单独使用动力定位以及锚泊辅助动力定位系统等的定位能力及功率消耗。分析结果表明,在满足定位精度要求的... 以一艘半潜平台为例,对其推力器和锚泊系统进行合理的布置,在给定的环境载荷条件下,研究其在1 500 m水深时的定位情况。对比分析单独使用动力定位以及锚泊辅助动力定位系统等的定位能力及功率消耗。分析结果表明,在满足定位精度要求的前提下,如果单独使用动力定位,平台消耗功率过大,不够经济;使用锚泊辅助动力定位,则效果最佳,是较理想的定位方式。 展开更多

关键词 动力定位 锚泊辅助动力定位 功率消耗 深水半潜平台

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锚泊辅助动力定位系统单缆失效影响研究 被引量：9

3

作者 张峰 王磊 李勇跃 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2012年第3期29-34,共6页

针对半潜式钻井平台锚泊辅助动力定位系统在海上作业时可能会出现的单缆失效情况。以一艘半潜式平台为例,设计锚泊辅助动力定位系统。通过全动态时域模拟,研究不同的单缆失效模式对半潜式平台锚泊辅助动力定位系统功率消耗、定位精度、... 针对半潜式钻井平台锚泊辅助动力定位系统在海上作业时可能会出现的单缆失效情况。以一艘半潜式平台为例,设计锚泊辅助动力定位系统。通过全动态时域模拟,研究不同的单缆失效模式对半潜式平台锚泊辅助动力定位系统功率消耗、定位精度、缆绳张力等的影响。根据分析结果,在极端海况下,松弛锚泊辅助动力定位系统的背风缆有助于降低定位系统的功率消耗,提高定位精度和系统的安全性,从而为锚泊辅助动力定位系统的工程应用提供一些参考。 展开更多

关键词 锚泊辅助动力定位 单缆失效 时域模拟 半潜式平台

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锚泊辅助动力定位研究与进展 被引量：11

4

作者 杨欢 王磊 李欣 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2012年第4期88-92,206,共6页

锚泊辅助动力定位是结合了锚泊定位系统和动力定位系统的一种新型位置控制系统。锚泊辅助动力定位系统是最节能且最稳定的定位系统,在国际海洋工程领域具有广阔的应用前景。本文着眼于目前国际上对于锚泊辅助动力定位系统的研究状况,分... 锚泊辅助动力定位是结合了锚泊定位系统和动力定位系统的一种新型位置控制系统。锚泊辅助动力定位系统是最节能且最稳定的定位系统,在国际海洋工程领域具有广阔的应用前景。本文着眼于目前国际上对于锚泊辅助动力定位系统的研究状况,分别从理论计算和模型试验两个角度对其研究进展进行阐述,同时介绍了我国在此领域的研究进展,进一步提出了对于强化相关研究工作的建议。 展开更多

关键词 锚泊辅助动力定位系统 锚泊系统 动力定位 模型试验

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半潜平台锚泊辅助动力定位时域模拟研究 被引量：4

5

作者 贺华成 王磊 +1 位作者 金鑫 徐胜文 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2016年第5期117-124,共8页

随着海洋油气资源开发逐渐走向深海,浮式结构物的定位能力越来越受到人们的重视。锚的泊辅助动力定位系统是将锚泊定位和动力定位相结合的一种新型海上定位系统。它具有安全性高、定位能力强、消耗功率小的特点。本文以某深水半潜式钻... 随着海洋油气资源开发逐渐走向深海,浮式结构物的定位能力越来越受到人们的重视。锚的泊辅助动力定位系统是将锚泊定位和动力定位相结合的一种新型海上定位系统。它具有安全性高、定位能力强、消耗功率小的特点。本文以某深水半潜式钻井平台为例,通过建立锚泊辅助动力定位时域模拟程序,分析平台在工作海况下的定位精度和功率消耗,并与相应海况下的动力定位进行比较。分析结果表明,该时域模拟程序能较为准确的地反映实际平台的定位情况。与动力定位相比,锚泊辅助动力定位能够取得更好的定位精度和较小的功率消耗,是更理想的定位方式。 展开更多

关键词 锚泊辅助动力定位 定位精度 功率消耗

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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

6

作者 王洪超 王磊 张峰 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2013年第1期26-31,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 锚泊辅助动力定位 时域模拟 推力器失效 故障模式与影响分析

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锚泊辅助动力定位系统预测控制 被引量：3

7

作者 夏国清 刘彩云 +1 位作者 陈兴华 李娇娇 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期168-173,共6页

针对锚泊辅助动力定位系统预测控制中的实时性特征,本文选择隐式广义预测控制算法对混合定位船舶控制器进行设计。对于广义预测控制算法滚动优化过程中需引入繁琐的丢备图方程中引起的实时性差问题,采用隐式自校正方法进行了修正。通过... 针对锚泊辅助动力定位系统预测控制中的实时性特征,本文选择隐式广义预测控制算法对混合定位船舶控制器进行设计。对于广义预测控制算法滚动优化过程中需引入繁琐的丢备图方程中引起的实时性差问题,采用隐式自校正方法进行了修正。通过利用递推最小二乘法直接辨识控制增量表达式中的参数,减少了计算复杂度,从而满足了控制器的实时性要求。隐式GPC不仅具有传统的GPC算法的优点,而且鲁棒性更好。通过船舶混合定位系统的仿真结果可以看出,隐式GPC算法具有良好的性能,提高了混合定位系统的定位精度和性能。 展开更多

关键词 锚泊辅助动力定位 广义预测控制 实时性 隐式算法 递推最小二乘法 计算复杂度 鲁棒性 定位精度 性能

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船舶动力定位系统与锚泊辅助动力定位系统的时域模拟比较 被引量：11

8

作者 周利 王磊 《船海工程》 2009年第4期154-157,161,共5页

以低频时域水平运动方程为基础,考虑各种低频载荷作用以及动力定位模型,建立起一种船舶动力定位的时域模拟系统,对某一驳船在只有动力定位系统和拥有锚泊辅助动力定位系统的情况下进行时域模拟,并比较了两种情况下的定位性能和功率消耗... 以低频时域水平运动方程为基础,考虑各种低频载荷作用以及动力定位模型,建立起一种船舶动力定位的时域模拟系统,对某一驳船在只有动力定位系统和拥有锚泊辅助动力定位系统的情况下进行时域模拟,并比较了两种情况下的定位性能和功率消耗情况。 展开更多

关键词 动力定位 时域模拟 锚泊辅助动力定位 方位保持

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锚泊辅助动力定位系统艏向控制模式研究 被引量：4

9

作者 邹刚 王磊 刘翰林 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2013年第5期11-17,共7页

锚泊辅助动力定位系统是一种将锚泊定位与动力定位结合起来的新型定位方式。对该系统的艏向控制模式进行了研究。在该模式下,控制系统将只对平台的艏向运动施加约束。同时对平台在该模式下的定位进行了时域模拟,并与锚泊定位和水平面三... 锚泊辅助动力定位系统是一种将锚泊定位与动力定位结合起来的新型定位方式。对该系统的艏向控制模式进行了研究。在该模式下,控制系统将只对平台的艏向运动施加约束。同时对平台在该模式下的定位进行了时域模拟,并与锚泊定位和水平面三自由度均施加约束的全定位模式进行了对比。结果表明,在一般海况下,相比锚泊定位,该定位模式能显著提高平台的艏摇控制精度;相比全定位模式,该定位模式消耗的功率更小、更经济。艏向控制模式是锚泊辅助动力定位系统的一种工作模式,在相应海况条件下采取该定位模式,能够实现精确和经济的定位。 展开更多

关键词 锚泊辅助动力定位 控制系统 艏向控制模式 时域模拟

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锚泊辅助动力定位推进器布置方式分析 被引量：3

10

作者 张相闻 王磊 +1 位作者 李振江 郁扬 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2013年第10期7-10,72,共5页

作为锚泊辅助动力定位系统的执行机构,推进系统的优劣对整个机构定位能力有着重要的影响。通过研究3种推进器布置方式,分别对其布置形式下的定位系统的水平偏移、功率消耗进行研究和影响分析,从而得到不同推进器布置方式对于锚泊辅助动... 作为锚泊辅助动力定位系统的执行机构,推进系统的优劣对整个机构定位能力有着重要的影响。通过研究3种推进器布置方式,分别对其布置形式下的定位系统的水平偏移、功率消耗进行研究和影响分析,从而得到不同推进器布置方式对于锚泊辅助动力定位系统的影响。提出对推进器的布置方式的选择要根据海洋平台所经常受到的环境载荷作用方向来确定,保证推进器的布置方式不会导致过大的干扰,从而为锚泊辅助动力定位系统的工程应用提供建议和参考。 展开更多

关键词 锚泊辅助动力定位系统 半潜式钻井平台 推进器布置方式 水平偏移

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深水半潜平台锚泊辅助动力定位系统锚链布置方式影响分析 被引量：2

11

作者 王溢俊 王磊 +1 位作者 蒋圳佯 陈诗洋 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2014年第5期5-8,61,共5页

随着海洋资源开发的深入,作为海洋资源开发的主要工具,深水半潜式平台及其相关研究越来越受到重视。为了给实际工程中深水平台的定位系统布置提供参考,着手研究不同锚链布置方式对深水半潜式平台的定位能力的影响,针对较为新颖的锚泊辅... 随着海洋资源开发的深入,作为海洋资源开发的主要工具,深水半潜式平台及其相关研究越来越受到重视。为了给实际工程中深水平台的定位系统布置提供参考,着手研究不同锚链布置方式对深水半潜式平台的定位能力的影响,针对较为新颖的锚泊辅助动力定位系统,研究了锚泊系统布置方式的变化对整个系统的定位能力,功率消耗等的影响程度。从一艘半潜式平台入手,分别对两种不同锚链布置方式下的锚泊辅助动力定位系统进行全动态时域模拟,从而得到在不同的迎浪角度下平台的水平偏移以及总功率消耗的时历曲线,并归纳其统计值进行比较。分析结果得知,增加锚链数量能够增强系统的定位能力。平台越趋于横浪时,增加锚链数量的辅助定位效果越明显,能耗越小,经济性越好。所作研究为实际工程中锚泊辅助动力定位系统的设计,提供了一定的借鉴和参考。 展开更多

关键词 锚泊辅助动力定位 时域模拟 半潜式平台 锚链布置方式

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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

12

作者 刘力宇 王磊 +1 位作者 李博 徐胜文 《舰船科学技术》 北大核心 2018年第7期73-80,共8页

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... 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。 展开更多

关键词 锚泊辅助动力定位 复合失效 定位精度 功率消耗

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考虑输入饱和的锚泊辅助动力定位滑模控制 被引量：3

13

作者 王元慧 李子宜 +1 位作者 张潇月 张晓云 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1048-1055,共8页

为了实现深海恶劣海况浮式生产储油卸油船的安全作业,本文设计一种考虑系泊缆线安全及推进器使用限制的抗饱和鲁棒动力定位控制器,与锚泊系统协同实现浮式生产储油卸油船定位的安全和精度要求。引入结构可靠性因子表征缆线安全,提出了... 为了实现深海恶劣海况浮式生产储油卸油船的安全作业,本文设计一种考虑系泊缆线安全及推进器使用限制的抗饱和鲁棒动力定位控制器,与锚泊系统协同实现浮式生产储油卸油船定位的安全和精度要求。引入结构可靠性因子表征缆线安全,提出了一种基于结构可靠性因子的锚泊辅助动力定位滑模控制器,并分别采用双曲正切函数逼近饱和情况和设计饱和补偿辅助系统2种抗饱和策略改进控制器,以消除执行器输入饱和对控制效果的影响,在极短时间内使锚泊辅助动力定位系统达到安全作业的要求。实验结果表明:设计的2种抗饱和控制器都能够在恶劣海况下实现定位的安全和精度要求,且饱和补偿辅助系统的性能要优于双曲正切函数逼近饱和系统。 展开更多

关键词 浮式生产储油卸油船 锚泊系统 锚泊辅助动力定位 结构可靠性 输入饱和 滑模控制 双曲正切函数 饱和补偿

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动力定位辅助锚泊定位船有限时间观测器设计

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作者 夏国清 刘彩云 陈兴华 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期849-855,共7页

针对船舶动力定位辅助锚泊定位(DPM)系统中速度不可测和外部扰动不确定的问题,基于传统的状态观测器的设计了一种有限时间状态观测器(FTSO),所提观测器可以同时对船舶速度和外部扰动进行估计.在船舶的建模过程中考虑了系统中的未建模动... 针对船舶动力定位辅助锚泊定位(DPM)系统中速度不可测和外部扰动不确定的问题,基于传统的状态观测器的设计了一种有限时间状态观测器(FTSO),所提观测器可以同时对船舶速度和外部扰动进行估计.在船舶的建模过程中考虑了系统中的未建模动态项,并根据建立的数学模型给出了所提观测器的数学表达式.利用矩阵不等式、齐次理论和Lyapunov稳定性理论等证明了该有限时间观测器是半全局有限时间稳定的.对所提观测器进行了仿真验证,并与传统的状态观测器进行了对比实验,仿真结果表明所提观测器具有更快的收敛速度和更好的抗干扰性. 展开更多

关键词 动力定位辅助锚泊定位系统 速度不可测 外部扰动 有限时间状态观测器 有限时间稳定

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半潜式平台在外载荷下的位移计算与仿真 被引量：1

15

作者 韩森 贾宝柱 顾一鸣 《舰船科学技术》 北大核心 2018年第8期55-60,共6页

为提高锚泊辅助动力定位系统抵抗外载荷的能力,提出一种计算半潜式平台位移的方法。该方法能够在已知外载荷的情况下,预算平台位移,进而提高控制器对前馈补偿的控制精度。使用该方法比较汇交和非汇交锚泊系统在相同外载荷下平台位移、... 为提高锚泊辅助动力定位系统抵抗外载荷的能力,提出一种计算半潜式平台位移的方法。该方法能够在已知外载荷的情况下,预算平台位移,进而提高控制器对前馈补偿的控制精度。使用该方法比较汇交和非汇交锚泊系统在相同外载荷下平台位移、锚泊线受力及平台首向变化之间的差异,结果表明在进行相关计算时可将锚泊系统简化为汇交系统,进而提高控制器的时效性。所做的研究工作可为锚泊辅助动力定位系统控制器的设计提供参考。 展开更多

关键词 锚泊辅助动力定位系统 半潜式平台 外载荷 汇交锚泊系统

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