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船舶動力定位技術(shù)簡述范文1

　　螺旋槳轉(zhuǎn)速N與航速V關(guān)系式：

　　V1=VS(N1/NS)V1：某一航速，節(jié) VS：服務(wù)航速，節(jié)

　　N1：V1時，螺旋槳轉(zhuǎn)速，rpm NS：VS時，螺旋槳轉(zhuǎn)速，rpm 進程比λ（螺旋槳每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)實際產(chǎn)生的位移與螺旋槳直徑之比）

λ=V/ND V：某一航速，m/s N：V時，螺旋槳轉(zhuǎn)速，rps D：螺旋槳直徑，m 螺旋槳轉(zhuǎn)矩M M=KρND25 K：λ時，轉(zhuǎn)矩系數(shù)

ρ：海水密度，*103kg/m3 N：螺旋槳轉(zhuǎn)速，rps D：螺旋槳直徑，m 主機功率P P=MN/9550=KρND/9550 N：螺旋槳轉(zhuǎn)速，rpm

船舶動力定位技術(shù)簡述范文2

　　用心專注、服務(wù)專業(yè)

　　珠海玉柴船舶動力股份有限公司

　　企業(yè)簡介：

　　公司位于美麗的“百島之市”——珠海，由廣西玉柴機器集團有限公司投資，生產(chǎn)和銷售低速大功率船用柴油機。本項目總投資為25億元，一期投資10億元，形成年產(chǎn)120萬馬力船用發(fā)動機生產(chǎn)能力；二期累計投資15億人民幣，向大缸徑機型發(fā)展，累計形成產(chǎn)能300萬馬力/年，被列為廣東省“調(diào)結(jié)構(gòu)，促增長”重點項目之一。公司引進瓦錫蘭生產(chǎn)許可證，制造瓦錫蘭RT-flex35、RT-flex40、RT-flex48、RT-flex50全電控共軌船用低速柴油機，功率范圍為3475-kw。

　　玉柴集團創(chuàng)建于1951年，坐落于素有“千年古州，嶺南都會”美稱的廣西玉林市?，F(xiàn)有員工人，總資產(chǎn)172億元。是中國最大的內(nèi)燃機生產(chǎn)基地、最大的中小型工程機械生產(chǎn)出口基地，柴油發(fā)動機單廠產(chǎn)銷規(guī)模居重中型商用車領(lǐng)域全球第一位，被譽為“中國綠色動力之都”。位列中國企業(yè)500強排行榜第265位，中國機械500強第21位，中國500最具價值品牌第111位，品牌價值億元。

　　我們將秉承玉柴集團“以人為本”的人文精神，我們承諾：

　　1、提供行業(yè)領(lǐng)先的薪酬待遇和基于珠海特區(qū)標準的“五險一金”社會福利保障；

　　2、實施“效率、效益”相結(jié)合的長短期結(jié)合的激勵機制，以績效激勵為導向；

　　3、實施基于“崗位、績效、貢獻”三維一體的購房補貼或獎勵激勵措施；

　　4、確保培訓專項基金，按公司工資總額提取%，外委內(nèi)訓相結(jié)合提供員工素質(zhì)與技能；針對核心技術(shù)、技能人才，將送往瑞士、韓國等地接受專項培訓；

　　聯(lián) 系 人：曹顧問 聯(lián)系電話：0755- 傳 真:0755- 郵件地址：shiphr03@ 網(wǎng)站： 和諧共贏

　　玉柴核心理念是玉柴新時期的歷史定位；玉柴文化建設(shè)的思想基礎(chǔ)；玉柴發(fā)展進步的行為指南；是玉柴經(jīng)營活動的戰(zhàn)略總綱。

　　綠 色：玉柴責任觀。走綠色工業(yè)發(fā)展之路，以提供高性價比綠色動力和綠色機器為己任，展現(xiàn)健康、環(huán)保玉柴形象，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標。

　　發(fā) 展：玉柴卓越觀。做強做大核心業(yè)務(wù)，崛起潛力板塊，拓展相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈，完成玉柴系全球布局，打造玉柴世界知名品牌，成就大型跨國企業(yè)集團。

　　和 諧：玉柴人文觀。構(gòu)建和諧玉柴基本要素，培育忠誠、博愛、協(xié)同、安康的玉柴文化，企業(yè)和員工共同達到最佳狀態(tài)。

　　共 贏：玉柴價值觀。玉柴生存發(fā)展的經(jīng)營哲學和經(jīng)營戰(zhàn)略，貫穿玉柴發(fā)展全過程，與利益相關(guān)方和社會共享企業(yè)成果，實現(xiàn)長期最大化共贏。

　　2、玉柴使命：

　　讓合作者與公眾的信賴更具價值。

　　3、玉柴愿景：

　　打造世界知名品牌，成就大型跨國企業(yè)集團。

　　4、玉柴經(jīng)營思想：

　　卓越品質(zhì)，國際玉柴

　　5、質(zhì)量方針：

　　領(lǐng)先適用，綠色可靠，全程至誠，增值共贏。

　　6、玉柴發(fā)展戰(zhàn)略：

　　聯(lián) 系 人：曹顧問 聯(lián)系電話：0755- 傳 真:0755- 郵件地址：shiphr03@ 網(wǎng)站： 12：玉柴營銷理念：

　　專業(yè)鑄就品牌，服務(wù)創(chuàng)造價值

　　13、玉柴政工理念：

　　融入 協(xié)調(diào) 保障 服務(wù)

　　14、玉柴安全理念：

　　生命至上，安全第一

　　15、玉柴工程研究院宗旨、院訓

　　宗旨：動力之源，大家搖籃

　　院訓：勤勉 創(chuàng)造 敏行 無為

　　聯(lián) 系 人：曹顧問 聯(lián)系電話：0755- 傳 真:0755- 郵件地址：shiphr03@ 網(wǎng)站： 系 人：曹顧問 聯(lián)系電話：0755- 傳 真:0755- 郵件地址：shiphr03@ 網(wǎng)站：

船舶動力定位技術(shù)簡述范文3

　　開題報告

　　電氣工程及自動化

　　船舶動力定位控制技術(shù)研究

　　一、綜述本課題國內(nèi)外研究動態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義

　　船舶在海上運行時會遇到風、海浪和海流等海洋環(huán)境的干擾，這樣船舶就產(chǎn)生了受擾運動。例如科學考察船在海上進行作業(yè)時，需要停在指定的位置上。但是由于海上環(huán)境的影響，考察船不能一直停在指定的位置上。因此為了確保船舶在海上運作的穩(wěn)定性，需要對船舶進行定位。以往，傳統(tǒng)的定位方法是錨泊定位。傳統(tǒng)的拋錨定位是將錨扔入海底，利用錨鉤住海底的淤泥，從而使船舶抵抗受到的外界的干擾力。拋錨定位它的優(yōu)點是，錨是任何船舶上都會備有的定位設(shè)備，從而不用另外加裝其他的定位設(shè)備。但是這種定位系統(tǒng)有不可避免的缺陷：1、定位不夠準確，其精確性與水深成反比；2、拋錨、起錨費時比較麻煩，機動性能差。一旦拋錨，如果需要重新定位時，需要收錨然后重新拋錨定位，這一過程本身就很繁瑣和費時。3、錨泊系統(tǒng)很容易受海底情況及水深的影響和限制，在一般情況下，它的有效定位的范圍是在水深100米左右的區(qū)域。4、對于一些需要在深海作業(yè)或者航行的船舶，隨著水深的增加，錨泊系統(tǒng)的抓底力會逐漸減小，拋錨的困難程度也會增加，同時還要增加錨鏈的長度和加強強度，從而導致錨鏈的重量一下增大，使海上的布鏈作業(yè)將變得復雜。此外，錨鏈的價格和安裝費用也會猛烈增加。在實際情況下，當水深達到一定的深度時，多點錨泊系統(tǒng)已經(jīng)沒有多大的用處。

　　而船舶動力定位系統(tǒng)與傳統(tǒng)的定位不同，它不需要借助錨泊系統(tǒng)定位，而是通過測量系統(tǒng)檢測出船舶的實際位置與所需要的目標位置的偏差，然后再根據(jù)外部環(huán)境擾動力的影響來計算出使船舶恢復到目標位置時需要的推力大小，再通過控制船舶上的推力器進行推理分配，從而使推力器產(chǎn)生相對應(yīng)的推力，盡可能地使船保持在要求的位置上。動力定位系統(tǒng)的特點是不受海水深度的影響，推力器能在任何水深下提供推力抵抗環(huán)境力，動力定位系統(tǒng)的定位成本不會隨著水深的增加而增加，同時它具有定位迅速準確，快速響應(yīng)天氣環(huán)境的變化和不受海洋環(huán)境的影響等優(yōu)點。由此看來，相比于傳統(tǒng)的錨泊定位，動力定位有很大的優(yōu)勢，尤其適用于深海領(lǐng)域。因此對動力定位的研究具有重要的意義。

　　動力定位系統(tǒng)（Dynamic

　　Positioning

　　System）是一種閉環(huán)的控制系統(tǒng)，它是通過推力器來提供抵抗風、浪、流等作用在船上的環(huán)境力，從而使船盡可能地保持在海平面上要求的位置上，其定位成本不會隨著水深增加而增加，并且操作也比較方便。

　　隨著動力定位技術(shù)的發(fā)展，動力定位的概念也在擴大。采用動力定位技術(shù)，可以使船舶與其他船只保持相對位置不變，使船舶按預定軌跡移位，按預定計劃航線以預定航速航行，實現(xiàn)船舶自動駕駛，對水下目標進行自動跟蹤等。動力定位控制系統(tǒng)的工作原理如下：該系統(tǒng)由DP控制和JS控制組成。其中DP控制是自動控制而JS控制是人為手動控制。其中風速風向儀、差分GPS、電羅經(jīng)和參考垂直單元等用來測量位置和外部環(huán)境信息，然后將這些信息經(jīng)過信息采集單元的收集和處理傳送給DP控制主電腦進行計算，再將計算的結(jié)果傳送給信號處理單元，接著輸出到控制轉(zhuǎn)換單元來控制推進器等設(shè)備來產(chǎn)生推力。其中的推進設(shè)備中的主發(fā)1、主發(fā)2、主發(fā)3是三臺柴油發(fā)電機。母聯(lián)1和母聯(lián)2分別是主配電板和配電板。通過船舶的功率管理系統(tǒng)即PMS管理輸出控制信號來驅(qū)動這三臺柴油發(fā)電機供電開關(guān)、主配電板和配電板的開關(guān)使相應(yīng)功率提供得到保障。JS控制是人為通過輸入?yún)?shù)來控制。

　　通常研究船舶在海上的運動需要建立運動模型。由于海流、風和波浪的作用，導致船在海上航行或者作業(yè)時會產(chǎn)生六個自由度的運動。通常對于在海上環(huán)境作用下的水面動力定位船舶，動力定位系統(tǒng)是用來控制船舶的縱蕩（X向）、橫蕩（Y向）和艏搖的平面運動。

　　動力定位船舶數(shù)學模型由兩部分組成：第一部分低頻運動（小于/s），動力定位系統(tǒng)僅僅控制的這部分運動是由海流、風和二階波浪引起的運動，這樣做的好處是減少控制所需的能量和推力器的磨損，還有降低設(shè)備的制造成本；第二部分是由一級波浪引起的高頻運動（~/s），由于這部分運動造成船舶的振蕩，不會造成船舶的位移，因此這部分運動不反饋給控制系統(tǒng)，控制器也不控制這部分運動。船舶的總運動是由這兩部分迭加而成。

　　船舶動力定位系統(tǒng)最早開始使用是從20世紀60年代和70年代初。而率先使用動力定位系統(tǒng)的船是用于鋪設(shè)電纜，勘探或是對水下的作業(yè)進行一定的水面支援，并且船的排量大概是450—1000噸。“猶勒卡”號是第一艘裝有動力定位系統(tǒng)的船舶。動力定位系統(tǒng)最明顯的特點是它一般都裝有好幾臺推力器，但是并不會影響船體的形狀和尺寸。在早期的裝有動力定位系統(tǒng)船舶中，最出名同時也是最成功的是“格洛馬挑戰(zhàn)者”號。這艘船差不多游遍了世界的每一個海洋，在水深超過2000英尺的海洋中收集巖心，這些巖心為地質(zhì)學上的發(fā)現(xiàn)特別是為板殼結(jié)構(gòu)理論提供了非常有利的證據(jù)。

　　在第二代裝有動力定位系統(tǒng)的船舶中，雖然每艘船舶都有一些不同之處，但是都采用了差不多相同的傳感器和數(shù)字計算機控制系統(tǒng)，數(shù)字控制器一般都是有計算機組成的，而位置傳感器是從單一型發(fā)展到綜合型的，在一個系統(tǒng)中可以同時采用豎管角、聲學和張緊索這三種位置基準傳感器。第二代動力定位船舶中最具有代表性的船舶是“賽德柯445”，該船是在1971年投入運營的，與早期的動力定位系統(tǒng)相比，它的主要的特點是采用了數(shù)字式的控制器，其中包括了一臺16位小型計算機，系統(tǒng)可以長期不間斷的運行。同時該船還裝有多臺推力裝置，其中有2個主螺旋槳與11個輔助推進器。

　　第三代動力定位系統(tǒng)開始形成于80年代初，當時主要采用的是剛開始發(fā)展起來的微處理機技術(shù)和Vme、Mutibus多總線標準等，其中典型的有法國的DPS800、挪威的ADP100、ADP503系列，這些動力定位系統(tǒng)裝備了潛水支持船、海洋三用工作船、科學考察船、穿梭油船、消防船、電纜敷設(shè)船等多種船舶。

　　我國從70年代開始研究動力定位技術(shù)，目前有很多研究單位通過結(jié)合實際課題并且開展了技術(shù)攻關(guān)。例如，我國唯一的專門從事國際海底區(qū)域資源勘察研究開發(fā)的“大洋一號”遠洋科學考察船，該船已經(jīng)達到了國際先進水平。2002年，該船進行了動力定位系統(tǒng)，用以科學考察船在海上的作業(yè)需求。

　　由于推進技術(shù)、傳感器和計算機技術(shù)的發(fā)展使動力定位系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的進步，然而動力定位技術(shù)的核心是控制技術(shù)，因此控制技術(shù)的發(fā)展才真正代表了動力定位技術(shù)的發(fā)展水平。到目前為止，動力定位控制技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到第三代，這三代動力控制技術(shù)的特點分別是經(jīng)典控制理論、現(xiàn)代控制理論和智能控制理論在動力定位控制技術(shù)中的應(yīng)用。以下是幾種控制技術(shù)的介紹：

　　1、PID控制

　　PID控制是早期的動力定位控制技術(shù)，它控制船舶的三個自由度，分別是縱蕩、艏搖和橫蕩。PID控制采用風前饋技術(shù)，根據(jù)艏向和位置的偏差來計算推力大小，然后確定推力的分配邏輯并控制推力器產(chǎn)生推力，從而實現(xiàn)船舶的定位。在早期不得不說PID控制確實取得很大的成功。但是PID控制

　　還是有不可避免的缺陷，首先，PID控制使用的是一種線性模型，而動力定位系統(tǒng)是一種非線性系統(tǒng)，因此PID控制的功效就有一定的局限性。此外，由于海上的環(huán)境情況是不斷變化的，因此對PID參數(shù)的選擇也要隨之變動。這也促使了動力定位控制技術(shù)要進一步的發(fā)展[6]。

　　2、LQG控制

　　第二代動力定位控制技術(shù)是LQG控制，該技術(shù)在現(xiàn)代的船舶應(yīng)用十分廣泛，它將Kalman濾波引入到動力定位的控制中，通過Kalman濾波器測量船舶的位置信息，然后估算出其低頻運動狀態(tài)，并將之反饋形成針對船舶低頻運動的線性隨機最優(yōu)控制。LQG控制在魯棒性、節(jié)能和安全上較PID控制都有較大的進步，同時還解決了在控制中由于濾波而導致的相位滯后的問題。但是也有一些缺點：一是它的計算工作量比較大；二是由于模型不夠精確導致有一定的誤差產(chǎn)生。

　　3、模糊控制

　　模糊控制是一種新型的控制技術(shù)，它與傳統(tǒng)的控制技術(shù)有一定的區(qū)別。模糊控制可以不依賴于對象的精確模型，魯棒性好，響應(yīng)速度快，抗干擾能力強?？紤]到船舶動力定位的特點，模糊控制技術(shù)還是比較適合的。Inoue最初在單點系泊中結(jié)合了模糊控制動力定位，給出了其基本的模型，控制器的輸入量是位置及位置偏差，輸出量是推進力。但是模糊控制缺乏自適應(yīng)與自學習的能力導致其控制策略都是提前設(shè)定好的，一旦海上情況發(fā)生變化，控制的效果將不會很理想。因此在模糊控制中加入自我調(diào)節(jié)功能，這樣能提高模糊控制在外部條件發(fā)生變化時能自動調(diào)整控制策略。

　　4、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制

　　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和模糊控制一樣，都屬于智能控制。由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制比較適合高度非線性和不確定性的對象，所以還是比較適合作為動力定位控制技術(shù)來使用。Yip和Pao為了證明用船的軌跡可以導出漂移力的基礎(chǔ)上提出一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器，并把它應(yīng)用到動力定位系統(tǒng)中。做法如下：將一段時間歷程的控制力及船的平均位置作為輸入，通過一個循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學習船的漂移動力學關(guān)系，以此來預測為使船在下一時刻與預定位置誤差最小所需的控制力。值得注意的是控制力也包括下一時刻將要受到的波浪漂力。

　　總

　　結(jié)：船舶動力定位技術(shù)作為一種新型的海上定位技術(shù)，相比傳統(tǒng)的定位技術(shù)，它具有快速定位，定位的區(qū)域不會隨著水深的增加而受到限制，受海上環(huán)境及天氣的影響較小。除此之外，動力定位的費用也不會隨著水深的增加而提高。由于動力定位技術(shù)的優(yōu)越性，這種定位方法已經(jīng)應(yīng)用到很多的船舶，例如，客船、貨船、挖泥船、海纜船等需要在海上需要作業(yè)的船舶。動力定位技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，技術(shù)也變的越來越先進。而控制技術(shù)作為其核心部分，也得到了快速的發(fā)展。從早期的經(jīng)典理論到現(xiàn)在的智能控制理論，控制技術(shù)也朝著越來越智能化的道路發(fā)展以便船舶能更好地適應(yīng)海洋上復雜多變的環(huán)境。模糊控制技術(shù)作為智能控制技術(shù)的一種，它的特點是不依賴于對象的精確模型，魯棒性好，響應(yīng)速度快，抗干擾能力強。模糊控制比PID控制更適合動力定位控制技術(shù)。近幾年我國動力定位控制技術(shù)發(fā)展很快，但跟國外的動力定位控制技術(shù)還有差距。而且我國很多的動力定位控制技術(shù)還停留在理論仿真和實驗研究的狀態(tài)。隨著控制技術(shù)的發(fā)展，動力定位控制技術(shù)的精度和穩(wěn)定性將有更好地提升。

　　三、研究步驟、方法及措施：

　　步驟及方法：

（1）了解現(xiàn)行船舶動力定位控制的技術(shù)

（2）分析相關(guān)的船舶機動力定位控制的技術(shù)

（3）比較和分析動力定位控制中的PID控制與模糊控制

（4）制定一套比較適合現(xiàn)在船舶的動力定位控制技術(shù)

（5）得出相關(guān)結(jié)論

　　措施：圖書館查找相關(guān)的書籍、期刊、雜志等，通過上網(wǎng)尋找相關(guān)的一些資料，查看當代對該技術(shù)的研究成果和最新的動態(tài)。然后通過對這些資料的學習和研究進一步的熟悉和理解設(shè)計所需的相關(guān)知識。在設(shè)計過程中及時與指導老師探討，對不了解的問題及時向老師請教。

　　四、參考文獻

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　　Positioning[J].

　　Register

　　Technical

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　　J

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