动力定位能力分析是动力定位系统中重要的组成部分,一方面可以作为评估动力定位系统优劣的标准,另一方面也是动力定位系统设计的依据,它包括静态分析和动态分析。论文对动力定位动态能力评估系统进行了研究,包括船舶数学模型分析、外界环境载荷计算、控制器设计以及动力定位动态能力分析方法;采用Matlab和C++混合编程,开发了动力定位动态能力评估软件;最后将软件应用于工程案例,对多用途拖轮进行动态能力评估。论文主要研究内容如下:(1)确定了船舶运动数学模型以及环境载荷模型,并对风载荷、浪载荷、流载荷进行了仿真计算,为动力定位动态能力评估提供了模型支持。(2)针对动力定位控制系统的特点,设计了PID控制器;针对船舶运动模型的不确定性和外界干扰的随机性,将云模型与PID控制相结合,设计了复合云模型控制器;针对云模型控制器参数难以整定的问题,引入类电磁机制算法,但是算法后期存在陷入局部最优的缺陷,由此设计了基于免疫类电磁机制算法的云模型PID控制器。以多功能拖轮为例,将四种控制器的控制效果进行仿真验证,结果表明所有控制器都能实现定位,但第四种控制器具有更好的控制效果和定位能力。(3)对动力定位动态能力评估系统进行了研究,设计了动态评估系统总体结构及各主要功能模块,包括船舶运动模块、环境载荷模块、滤波与状态估计模块、控制器模块以及推力分配模块。通过对极限风速和推进器利用率的计算分析,实现对动力定位能力的动态评估。(4)基于上述动力定位动态能力分析的方法,以Visual Studio 2013为开发工具,设计了动力定位动态能力分析软件结构和各模块功能。采用C++和MATLAB混合编程的方式实现了DynCap软件的运行设计。将DynCap软件对多用途拖轮进行动态能力评估,为验证船舶定位时的安全性提供了一定参考,也为其动力定位系统的设计提供了一定依据。