船舶動力定位控制及推力分配優(yōu)化研究.pdf

1、船舶動力定位系統(tǒng)是一種僅由船舶自身的推進系統(tǒng)產(chǎn)生推力抵御外界環(huán)境擾動，維持其設(shè)定位置及艏向或跟蹤某一設(shè)定軌跡的自動控制系統(tǒng)。船舶動力定位高層控制系統(tǒng)是整個動力定位系統(tǒng)的核心，由動力定位控制器模塊和推力分配模塊構(gòu)成，其中動力定位控制器計算出船舶抵抗環(huán)境擾動所需要產(chǎn)生的期望合力和力矩，推力分配將期望合力及力矩分配到各個推進器上。本文針對船舶動力定位控制器的設(shè)計和推力分配優(yōu)化問題進行研究，旨在提高船舶的定位精度，延長推進設(shè)備的使用壽命，增強動

2、力定位控制系統(tǒng)的性能，具體研究工作如下:
　　首先，建立船舶運動參考坐標系，構(gòu)建船舶水面三自由度運動數(shù)學(xué)模型，分析海洋環(huán)境擾動對船舶運動的影響，建立海洋環(huán)境擾動數(shù)學(xué)模型。然后，基于離散船舶水面三自由度運動狀態(tài)空間數(shù)學(xué)模型，設(shè)計擾動觀測器估計出作用在船舶上的環(huán)境擾動力及力矩，根據(jù)模型預(yù)測控制的基本原理，結(jié)合擾動觀測器，設(shè)計船舶動力定位控制器。進一步，以降低推進器功率消耗、減少推力分配誤差以及避免推進器配置矩陣奇異為優(yōu)化目標，根據(jù)推進