半潜式深海平台动力定位系统推力分配策略的研究

来源 :江苏科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:A3512516
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着工业的飞跃发展,人类对于能源的需求消耗越来越多,陆地和近海领域能源被开采殆尽,而深海领域蕴藏着丰富的资源,深海钻井平台在这种背景下应运而生。面对深海复杂的海况钻井平台要保持其定位精度以完成采油任务,传统的锚泊技术已经无法满足深海作业的定位要求,越来越多的海洋平台采用动力定位系统。  动力定位系统利用自身推进器产生的推力,有效产生力矩和反力矩以抗衡外界力和力矩以保持平台定位。推力分配问题实质上是求解非线性方程组最优解的问题,即在满足一定的约束条件基础上,在众多组合中寻找每个推进器最适当的推力幅值和方向,使其达到推进系统能耗最优和误差最优的目标。本文以半潜式深海平台为研究对象,主要对推力分配策略进行研究和比较。  首先针对钻井平台具体对象,对外界风浪流载荷、平台运动模型等进行分析。同时根据半潜式海洋平台的动力定位系统的特殊性,阐述深海钻井平台推进器的选型、布置并分析其原因,并描述推进器与平台之间的推力特性。  然后结合半潜式深海平台推进器配置方案,重点分析在此配置方案下的推力分配策略。采用序列二次规划法进行推力最优分配,推力分配目标旨在最小化推力系统的能耗和推力误差,同时考虑推进器的推力区域、推力极限等约束,并实现对推力区域的线性化处理,通过仿真结果指出序列二次规划算法的不足,其对初值的依赖性强,结果不稳定,易陷入局部最优。  最后根据动力定位系统推力系统的基本要求,以及推力分配问题在近年来研究现状,深入了解比较各种优化算法的优劣,在此基础上提出基于量子粒子群算法的推力分配策略,并采用量子粒子群算法制定了详尽的办法解决推力分配问题。在相同的推力指令要求下,分别基于能耗最优和误差最优两种不同的海况要求,比较两种算法的推力分配结果并分析。仿真结果表明量子粒子群算法具有更好的寻优结果,但寻优时间相对序列二次规划法长,所以对于量子粒子群算法应用于工程应用还需要进一步改进。
其他文献
石油钻井系统构成复杂,工作环境复杂多变且工况恶劣。在钻井过程中,钻机旋转钻进时,钻井设备与岩层之间相互作用容易使钻柱产生粘滑振动,主要表现为井底钻具组合周期性的粘滞
感应耦合电能传输技术(Inductively Coupled Power Transfer,简称ICPT)是一种新型的无线电能传输技术,它是基于电磁耦合感应原理,综合利用现代电力电子能量变换技术、磁场耦合技术、大功率高频变换技术(包括谐振变换技术和电磁兼容设计技术)等,并借助现代控制理论和方法,实现了电能以非接触的方式从静止电网侧向移动设备供电的新技术。它以其安全、环保、低维护、适应性强等优点得到
在机械运动系统中,由于驱动部分与从动部分不是直接接触的,而是采用齿轮或者是丝杠,这就产生了间隙。如果不能消除间隙的影响,间隙就会使得负载暂时失控,对驱动单元产生冲击,从而导致稳态误差、时滞,更坏的情况会产生极限环,这就限制了系统的动态性能和稳态精度并产生机械部件的附加磨损。因此,对机械传动系统中间隙的非线性特性研究具有理论意义和工程实践上的重大意义。本论文以机械运动系统为研究对象,研究了运动系统中
随着中国老龄化的不断加深,新型的老年社区系统必将成为未来热门的研究主题。老年社区,往往比一般的居住社区需要更加健全无障碍的系统设计,更加实时全面的监控管理,更加智能
目前,吸收式制冷机以热能作为驱动能源,成为制冷节能技术的研究热点。制冷机监控系统的开发作为制冷技术研究一大分支,对于吸收式制冷机效率的提升有着重要意义。当下在设备监控领域,基于云计算的实时设备监控系统发展迅猛。云计算通过虚拟化技术,抽象硬件资源为云监控系统节省了硬件开发、维护成本,提高了监控系统的稳定性。同时,云计算采用按用户需求分配资源的模式,大大提升了监控系统对应用环境的适应能力。本设计以新型
动态变化场景的监控是近年来非常受关注的前沿研究方向。对现实中复杂交通场景下运动目标的检测和识别是智能视频监控中的关键技术,其处理结果直接影响随后的轨迹跟踪、行为理
在一些行业的生产过程中,会产生大量的可燃性废气,如石油炼化气、采煤产生的瓦斯等,这些气体的排放对环境造成污染的同时,还存在着爆炸的安全隐患。参考分布式能源的思路,充
粮食是每一个国家发展的经济基础,关系着国家民生的发展大计,并且已经上升到特殊战略储备物资的地位,甚至可以影响国家的安全以及社会的稳定。粮食的数量、质量以及安全与国
精准农业在国内已经成为研究的热点,但在农田环境信息采集系统方面还处于起步和试验阶段,目前的农田信息采集系统大部分是有线方式,存在距离短、布线困难、维护困难、成本高等很
近年来,人们想要寻求更加人性化的人机交互技术,因而它成了当下的一个热门的研究方向。而基于计算机视觉的动态手势识别把理解人的动态手势含义作为目标,为人在和虚拟计算机