基于无模型自适应控制的半潜式平台运动性能研究

1

作者 余杨 张鹏辉 +2 位作者 成司元 张文豪 余建星 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期88-96,共9页

南海海域油气资源极其丰富,半潜式平台在该海域工作时常常面临着系泊失效这一重大危险情况。该研究以一艘装配有悬链式系泊系统和DP-3动力定位系统的半潜式平台为研究对象,利用AQWA软件开展系泊失效前后半潜式平台运动性能研究。同时,... 南海海域油气资源极其丰富,半潜式平台在该海域工作时常常面临着系泊失效这一重大危险情况。该研究以一艘装配有悬链式系泊系统和DP-3动力定位系统的半潜式平台为研究对象,利用AQWA软件开展系泊失效前后半潜式平台运动性能研究。同时,借助于AQWA软件二次开发功能,将无模型自适应控制作为动力定位系统控制理论,以研究半潜式平台系泊失效后运动性能恢复。数值仿真模拟结果表明,采用无模型自适应控制作为动力定位系统控制理论的半潜式平台能很好地恢复系泊失效后的运动性能,有效地减小系泊失效带来的危害;基于偏格式动态线性化和全格式动态线性化的无模型自适应控制比基于紧格式动态线性化的无模型自适应控制能让半潜式平台更快地恢复运动性能。 展开更多

关键词 半潜式平台 系泊失效 无模型自适应控制 动力定位系统 运动性能

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海洋核动力平台定位系统多体动力学模型试验验证 被引量：1

2

作者 郭冲冲 武文华 +1 位作者 吴国东 罗起航 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1251-1257,共7页

为验证海洋核动力平台定位系统多体动力学模型的合理性,从而提高该平台长期系泊的可靠性,本文采用多体动力学方法与缩比模型试验方法,对核动力平台定位系统进行建模与验证。基于定位系统多铰连接的拓扑结构,结合多刚体动力学理论,建立... 为验证海洋核动力平台定位系统多体动力学模型的合理性,从而提高该平台长期系泊的可靠性,本文采用多体动力学方法与缩比模型试验方法,对核动力平台定位系统进行建模与验证。基于定位系统多铰连接的拓扑结构,结合多刚体动力学理论,建立了定位系统的多体动力学仿真模型。搭建了定位系统1∶9缩比模型试验平台,并选取2种典型工况进行验证。研究结果表明:定位系统多体动力学模型计算的系泊腿受力与实验结果符合良好,平均误差在2%以内。算例分析发现,系泊腿受力循环次数主要集中在低幅值高均值区域。本文模型试验验证了所提出的定位系统多体动力学模型的可行性与正确性,能够为定位系统系泊能力的评估提供参考和借鉴。 展开更多

关键词 海洋核动力平台 定位系统 多铰连接 多体动力学 约束反力 模型试验 六自由度平台 系泊能力

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卡尔曼滤波在陆上地震勘探自动化测量中的应用

3

作者 范红光 宋占武 +2 位作者 熊见贵 陈威 周强 《物探装备》 2024年第6期399-403,412,共6页

随着地震勘探行业向高密度高效采集作业转变,传统人工测量放样的方法因成本高、效率低且重复性劳动多已逐渐无法满足项目需求。本文介绍了卡尔曼滤波算法的基本原理,并阐述了其在海上地震勘探中的应用情况。进一步提出了一种结合高精度G... 随着地震勘探行业向高密度高效采集作业转变,传统人工测量放样的方法因成本高、效率低且重复性劳动多已逐渐无法满足项目需求。本文介绍了卡尔曼滤波算法的基本原理,并阐述了其在海上地震勘探中的应用情况。进一步提出了一种结合高精度GNSS定位系统和卡尔曼滤波的陆上自动化测量放样方法。在中东地区某大型三维地震勘探项目中应用该技术方案,通过车载高精度测量设备,在车辆行驶过程中实现实时高精度定位,配合机械自动化装置和辅助驾驶技术,显著提高了放样作业的效率和质量。 展开更多

关键词 卡尔曼滤波 动态预估定位 机械自动化 自动测量放样 辅助驾驶

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城轨车辆动态调试辅助安全控制系统设计与应用

4

作者 李智强 张涛 +1 位作者 程广洋 葛天 《现代城市轨道交通》 2024年第6期66-70,共5页

城市轨道交通列车出厂上线运营前,需要在专用动态调试试验线上经人工操作开展各项动态运行试验,确保列车的牵引、制动及其他子系统能够安全、可靠地工作。在调试过程中,因人工操作失误、软硬件系统自身故障等导致的列车未能及时(精准)... 城市轨道交通列车出厂上线运营前,需要在专用动态调试试验线上经人工操作开展各项动态运行试验,确保列车的牵引、制动及其他子系统能够安全、可靠地工作。在调试过程中,因人工操作失误、软硬件系统自身故障等导致的列车未能及时(精准)停车等安全问题,不仅会影响列车的试验计划与交付周期,严重时甚至会造成不同程度的经济损失以及不良的社会影响。为应对以上问题,文章针对动调试验线路的列车试验场景,研制出一套基于高精度定位装置的城市轨道交通车辆辅助安全控制系统,以确保待检列车的动态调试试验能够安全、有序的开展。 展开更多

关键词 城市轨道交通 车辆 车载高精度定位装置 动态调试 辅助安全控制 设计 应用

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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

5

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预测控制 被引量：2

6

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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半潜钻井平台动力定位与锚泊混合定位控位能力分析方法研究 被引量：6

7

作者 张本伟 杨清峡 梁园华 《船海工程》 2013年第3期146-149,共4页

考虑到半潜钻井平台工作在特殊的海域时需要使用动力定位和锚泊定位混合定位方式,半潜平台混合定位模式下的运动过程十分复杂,无法通过建立平台在混合定位模式下的运动方程来分析其控位能力,结合动力定位和锚泊各自的控位能力特点分析,... 考虑到半潜钻井平台工作在特殊的海域时需要使用动力定位和锚泊定位混合定位方式,半潜平台混合定位模式下的运动过程十分复杂,无法通过建立平台在混合定位模式下的运动方程来分析其控位能力,结合动力定位和锚泊各自的控位能力特点分析,采用先静态分析,再动态频域分析方法,得出动力定位和锚泊混合定位方式下的控位能力。 展开更多

关键词 半潜钻井平台 动力定位 锚泊定位

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深水浮式海洋平台水动力性能计算研究 被引量：7

8

作者 王言英 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期837-845,共9页

在以边界元方法(BEM)和计算流体力学方法(CFD)构建的软件平台基础上,实现了有关深水浮式海洋平台设计中诸多水动力性能计算,包括波浪中的运动响应与荷载计算、砰击荷载预报、气隙校验、立管动力响应分析、系泊与动力定位系统评价,以及... 在以边界元方法(BEM)和计算流体力学方法(CFD)构建的软件平台基础上,实现了有关深水浮式海洋平台设计中诸多水动力性能计算,包括波浪中的运动响应与荷载计算、砰击荷载预报、气隙校验、立管动力响应分析、系泊与动力定位系统评价,以及出入水问题的解与工程应用等.所有算例计算表明,计算或预报结果具有工程应用精度,可以为工程设计提供参考. 展开更多

关键词 设计波 运动响应 波浪荷载 砰击 气隙 立管 系泊系统 动力定位 出入水问题

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海缆船定位系统设计 被引量：6

9

作者 毛建辉 尉志源 《舰船科学技术》 北大核心 2020年第3期170-175,共6页

随着风力发电技术日趋成熟,我国沿海风电场的装机容量和规模也越来越大。近年来,作为风电场建设配套作业的海缆船越来越受到业界关注。为了满足海缆埋设和维修接续作业的需要,现代海缆船普遍都配置了定位系统。本文以某5000 t海缆船为例... 随着风力发电技术日趋成熟,我国沿海风电场的装机容量和规模也越来越大。近年来,作为风电场建设配套作业的海缆船越来越受到业界关注。为了满足海缆埋设和维修接续作业的需要,现代海缆船普遍都配置了定位系统。本文以某5000 t海缆船为例,通过对高流速海况条件下的环境力计算分析,以及沿设定路由布缆和定点维修接续作业的特殊要求,介绍了该船配置的8点锚泊定位系统、动力定位DP-1系统,以及牵引绞车系统的设计。通过计算在不同海况条件下的几种定位系统的定位能力,了解海缆船的定位系统应根据不同作业需求以及海况条件,综合考虑造价预算、工程周期等,选择合理可行的形式。与常规远洋海缆船不同,通过采用横向布缆作业形式,可以有效降低定位系统配置。甲板上配置的柴油机直接驱动悬挂式全回转舵桨的动力定位方案,为海洋工程作业船增加动力定位系统的改造提供新的解决方案。 展开更多

关键词 海缆船 锚泊定位 动力定位 海缆埋设 海缆维修

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复合缆索锚泊下的Spar平台动态响应分析 被引量：3

10

作者 朱克强 黄剑 《港工技术》 2010年第2期5-8,共4页

利用复合索链的计算公式,计算不同配置的复合链组成的锚泊系统的变刚度,并将计算结果运用于Spar平台运动方程中刚度矩阵的修正,分析并比较在不同锚泊系统作用下,Spar平台的动态响应行为。通过计算发现:虽然不同配置的复合缆索对平台的... 利用复合索链的计算公式,计算不同配置的复合链组成的锚泊系统的变刚度,并将计算结果运用于Spar平台运动方程中刚度矩阵的修正,分析并比较在不同锚泊系统作用下,Spar平台的动态响应行为。通过计算发现:虽然不同配置的复合缆索对平台的动态响应没有多大影响,但是缆索张力的变化确实截然不同。这些在平台锚泊系统的初步设计中必须考虑。 展开更多

关键词 SPAR平台 系泊定位系统 全索链 复合索链 动力分析

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动力定位辅助锚泊定位船有限时间观测器设计

11

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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水深对FPSB多点系泊系统特性的影响研究 被引量：3

12

作者 单铁兵 《船舶》 2016年第2期1-7,共7页

针对某服役于南海海域的大型"浮式处理与补给基地"(FPSB),采用准动态方法对其辐射状系泊系统展开多方面研究。采用三维势流理论计算了FPSB的水动力性能,获得系泊定位分析所需的附加质量、势流阻尼、船体慢漂载荷以及船体运动... 针对某服役于南海海域的大型"浮式处理与补给基地"(FPSB),采用准动态方法对其辐射状系泊系统展开多方面研究。采用三维势流理论计算了FPSB的水动力性能,获得系泊定位分析所需的附加质量、势流阻尼、船体慢漂载荷以及船体运动RAO。分析水深对FPSB多点系泊系统定位能力的影响,研究不同水深条件下,船体的偏移和系泊缆张力的特性。计算表明,水深对系泊系统的几何特征、定位性能均产生一定影响;此外,当水深变化引起系泊系统的定位能力减弱而无法达到规范要求时,还给出相关的解决措施,为实际工程操作提供有价值的参考。 展开更多

关键词 浮式处理与补给基地 准动态方法 系泊系统 定位能力 张力

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一种应用于TDD模式下的位置信息辅助信道分配方案

13

作者 吴树兴 张范 张智江 《邮电设计技术》 2007年第5期31-36,共6页

为了解决TDD方式本身所固有的小区间上下行链路比例不一致导致的干扰问题,提出了一种新的信道分配方案,它借助位置信息来判断被考察的信道是否可行,从而减小掉线率,提高整个系统的容量。仿真给出的结果证实该方案是有效的。

关键词 TDD模式 上下行链路的不平衡性 位置辅助 DCA

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船舶锚泊辅助动力定位的抗扰控制 被引量：5

14

作者 雷正玲 郭晨 刘正江 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期24-28,共5页

针对锚泊辅助动力定位控制系统中的不确定性问题,考虑系统的计算延时,提出一种高阶线性扩张状态观测器(ESO)用来估计系统下一采样时刻的总扰动,并在闭环中将其实时补偿,这种方法控制参数少、简洁且易于工程实施。本文以一艘救助船为研... 针对锚泊辅助动力定位控制系统中的不确定性问题,考虑系统的计算延时,提出一种高阶线性扩张状态观测器(ESO)用来估计系统下一采样时刻的总扰动,并在闭环中将其实时补偿,这种方法控制参数少、简洁且易于工程实施。本文以一艘救助船为研究对象,仿真验证了所提算法不仅具有高的控制精度、快速响应能力、抗扰性能,还能减少执行机构的磨损;并进一步以一艘供给船验证了所提算法的鲁棒性。 展开更多

关键词 锚泊辅助 动力定位 扩张状态观测器 自抗扰 延时 总扰动 实时补

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深水钻井船锚泊定位分析方法研究

15

作者 魏跃峰 潘方豪 《船舶》 2016年第4期1-4,共4页

采用准动态方法和动态耦合方法对作业于1 500 m水深的钻井船开展锚泊定位分析,比较两种方法的结果,并研究两种锚泊定位分析方法的特点。研究表明:不同设计阶段采用不同的锚泊定位分析方法能够提高设计的效率和精度。

关键词 深水钻井船 锚泊定位 准动态 动态耦合

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波流-碎冰耦合作用下平台动力定位辅助系泊模型试验研究 被引量：2

16

作者 赵亮 汪学锋 +3 位作者 李欣 刘大辉 王译鹤 徐胜文 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期995-1005,共11页

为评估某极区半潜平台的作业安全,开展波流-碎冰耦合作用下冰区半潜平台动力定位辅助系泊的模型试验,对比分析风浪流-碎冰载荷联合作用下平台动力定位系统在有、无加速度反馈工况下的运动及系泊响应,验证加速度反馈策略的有效性。提出... 为评估某极区半潜平台的作业安全,开展波流-碎冰耦合作用下冰区半潜平台动力定位辅助系泊的模型试验,对比分析风浪流-碎冰载荷联合作用下平台动力定位系统在有、无加速度反馈工况下的运动及系泊响应,验证加速度反馈策略的有效性。提出切换定位点消冰策略消除半潜式平台立柱前浮冰积聚的现象,对比开启消除浮冰功能前,平台系泊系统张力大幅降低,进一步提高了平台的作业安全。 展开更多

关键词 波流-碎冰耦合 半潜平台 动力定位辅助系泊 模型试验

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海洋核动力平台定位系统多体动力学建模与分析 被引量：4

17

作者 郭冲冲 武文华 +2 位作者 吴国东 曹光明 吕柏呈 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1443-1455,共13页

海洋核动力平台可以为海上油气开发、偏远岛屿和海水淡化等提供稳定的能源供给,是具有潜力的重要海洋装备.定位系统作为核动力平台的核心部位,主要由单点转塔、YOKE刚臂、系泊腿和系泊支架组成,属于典型的多刚体动力学系统.对定位系统... 海洋核动力平台可以为海上油气开发、偏远岛屿和海水淡化等提供稳定的能源供给,是具有潜力的重要海洋装备.定位系统作为核动力平台的核心部位,主要由单点转塔、YOKE刚臂、系泊腿和系泊支架组成,属于典型的多刚体动力学系统.对定位系统进行多体动力学分析可以提高核动力平台长期作业的可靠性.基于多刚体动力学理论,结合定位系统多铰连接的拓扑结构,建立了定位系统的多体动力仿真模型;进而考虑核动力平台作业海洋环境,通过谱分析与线性叠加原理得到核动力平台在多年重现期下的六自由度运动时程.以我国首座海洋核动力平台为例,利用多体动力学模型分别计算了一年一遇、十年一遇和百年一遇海况下定位系统的系泊回复力与连接结构受力行为.计算结果与准静力学模型、Kane动力学模型进行对比,给出了定位系统的系泊回复刚度曲线,并提出了系泊回复力动力放大系数.研究可为定位系统系泊能力评估和各连接结构受力分析提供参考和借鉴. 展开更多

关键词 海洋核动力平台 定位系统 多体动力学 系泊力 动力放大系数

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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

18

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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半潜式平台在外载荷下的位移计算与仿真 被引量：1

19

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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船舶系泊动力定位控制技术综述 被引量：5

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作者 王元慧 张潇月 王成龙 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期172-180,共9页

船舶系泊动力定位系统是海洋资源开发中不可或缺的核心装备之一。它能够解决复杂海洋环境下船舶的定位作业问题,可以提升船舶的机动灵活性,同时保证作业安全,减少能源消耗。本文介绍了系泊动力定位系统的组成及工作原理;系统模型的建立... 船舶系泊动力定位系统是海洋资源开发中不可或缺的核心装备之一。它能够解决复杂海洋环境下船舶的定位作业问题,可以提升船舶的机动灵活性,同时保证作业安全,减少能源消耗。本文介绍了系泊动力定位系统的组成及工作原理;系统模型的建立、应用场景及相应局限性。归纳总结了国内外关于系泊动力定位技术的研究,分类介绍控制策略进展现状,并讨论系泊动力定位技术未来的发展方向和趋势。指出适用场景横向纵向发展、控制无人化智能化以及面向多任务的需求是系泊动力定位技术进一步发展的方向。 展开更多

关键词 海洋工程 系泊动力定位 系泊系统 动力定位 数学模型 控制系统 可靠性 节能

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