基于模糊理论的船舶动力定位模拟器控制系统设计

随着陆地资源的枯竭,人们对远洋和深海资源的开发程度不断提高,海上舰船和作业平台的定位方式也成为重点研究内容。传统船舶采用锚泊式定位,定位稳定性和精度相对较差,船舶的动力定位方式借助自身推进器产生的动力抵消海浪等作用力,使船舶保持相对稳定。控制系统是船舶动力定位的关键,本文以船舶的动力定位模拟器为研究对象,采用模糊理论等先进控制算法对该控制系统进行了改进,从而提高了动力定位控制系统的控制精度与效率。     

船用系泊绞车在某外海开敞式大型减载平台中的应用

某外海开敞式大型散货减载平台靠泊船型较大,船舶靠泊作业时受风、浪、水流影响较大。而大型船舶的船用系泊设施数量相对固定,在较为恶劣的作业条件下,设施较难满足船舶的系泊要求,需要通过拖轮顶推协助才能满足船体约束。在平台上设置船用系泊绞车可增加船舶带缆的缆绳数量,重新分配各缆绳的受力状态,有效提高船舶靠泊作业的安全性,对类似工程具有借鉴意义。     

船舶动力定位系统的自适应控制研究

船舶和海上作业平台在海上特定位置工作时,必须具有较高的定位精度,锚泊式船舶定位受到锚链长度和锚钩抓地作用力的影响,在干扰作用力(海浪、海风和洋流等)作用下,定位精度不高。船舶的动力定位系统包括测量模块、动力分配模块、控制模块等,通过控制器分配船舶自身的动力,使干扰作用力和自身推进力相抵消,提高船舶或海上作业平台的定位精度。本文针对船舶的动力定位系统的定位原理,通过建立干扰力模型和船舶运动模型,设计了一种基于自适应模型控制技术的动力定位控制器。该控制器相对于传统控制器具有更高的控制精度和更短的效应时间,并在实际应用中取得了良好的效果。     

基于Matlab的系泊缆绳受力控制系统优化与求解

船舶朝着大型化的方向发展,由此对港口等相关设施提出较高的要求。码头的系泊系统是为船舶停泊提供服务,缆绳作为系泊系统的重要组成部分之一,应当保证其满足船舶停泊的要求,因此对缆绳受力控制进行优化。本文从系泊系统的建模与求解分析入手,对基于Matlab的系泊缆绳受力控制系统的优化进行论述。随着缆绳受力性能的进一步优化,能够使整个系泊系统的作用得到最大限度的发挥,从而满足船舶的使用需要。     

缆绳预张力和刚度对自升式平台码头系泊性能的影响

在台风等恶劣环境下,自升式平台在码头进行舾装、维修作业时极易发生碰撞事故,需要对其进行码头系泊。系泊方案一般采用中间垫靠驳船的方式。本文利用流体软件Fine/Marine计算平台的风、流载荷系数,结合系泊软件Orcaflex模拟了在台风状态下自升式平台码头系泊系统,通过给缆绳设置不同预张力和刚度,计算分析最终系泊缆绳受力和平台运动。结果显示施加预张力和增加缆绳刚度均能减小缆绳最终受力和平台运动幅度,而且增加刚度的效果好于增加预张力;每根缆绳预张力大小还应保证一致,更有利于系泊系统稳定性。所得结论对于自升式平台码头系泊方案设定具有重要意义。     

基于T-S模糊理论的船舶动力定位系统控制器设计

传统船舶和远洋作业平台采用锚泊的定位方式,这种定位方式的稳定性和精度都比较差,难以进行远洋和深海的精确作业。船舶的动力定位技术是利用船舶的推进器和船舶动力控制器等设备,产生具有一定方向和大小的推进作用力和力矩,抵消来自海风、海浪等干扰因素的作用力和力矩,使船舶能够稳定的定位于需要的位置。本文的主要对象是船舶动力定位系统的控制器,系统介绍了T-S模糊控制理论,并基于该控制理论对船舶动力定位系统的控制器进行了优化设计。     

舰船锚泊运动与六自由度操纵的数学建模研究

锚泊运动是舰船正常运行时必不可少的运动,当船舶在海上或港口停泊时,都需要借助锚链等进行舰船的定位。由于舰船在海上锚泊时会受到海风、海浪和洋流等作用力,导致锚泊的稳定性、安全性下降,不仅影响舰船的海上定位和作业,还有可能导致严重的事故。因此,研究舰船在多种因素下的锚泊运动具有重要的意义。船舶的锚泊性能与其在海浪中的六自由度运动息息相关,本文利用流体动力学原理建立了舰船锚泊运动的动力学模型,同时建立了非线性波浪力的数学模型,并在此基础上研究了舰船锚泊运动和六自由度操纵运动。本研究主要应用于舰船在恶劣条件下的安全锚泊,并提高舰船的操纵灵活性。     

LNG运输船和浮式转接驳间吸附力数值模拟分析

为满足LNG传输作业要求,在作业时LNG浮式转接驳要通过真空吸附装置与LNG船连接,直接计算两者之间的吸附力较为困难,为确定真空吸附装置的选型,采用缆绳模拟两者之间的吸附力,缆绳数值模拟采用悬链式系泊方案,对船舶、缆绳时域耦合进行计算,并主要对计算结果中的缆绳受力及船体运动参数进行分析,得到双船系泊过程中两船连接缆绳的...     

基于模糊控制理论的船舶动力定位试验平台设计

动力定位是指船舶利用推进器和螺旋桨等产生作用力,在控制系统的指令下抵消海上干扰因素的作用力和力矩,使船舶或作业平台悬停在海域内某特定位置,在远洋勘测、海上补给等方面有重要的应用。模糊控制是一种有效的自适应控制技术,本文建立了船舶的运动学模型,并基于自适应模糊控制理论设计和开发了一种船舶动力定位试验平台,对试验平台的动力定位原理和结构进行详细介绍。本研究对改善船舶的动力定位系统,提高船舶的稳定性有重要价值。     

海工辅助船码头带缆受力计算

台风是威胁船舶系泊最为严重的灾难性天气之一,船舶为了避免或减少台风可能带来的危害,必须进行船舶系缆受力校核计算。本文针对在风力和水流力作用下,对系泊船舶的横向受力进行分析计算,并考虑缆绳与合力方向夹角、缆桩允许的最大受力和缆绳所允许的最大受力因素进行综合分析,得出限制带缆系泊的关键因素。     

浮式LNG码头双船系泊布置优化设计

浮式LNG码头指浮式LNG接收终端(FSRU)与LNG船舶靠泊、作业的码头,国外多采用双船并靠方式进行作业,国内尚无先例。两艘大型LNG船舶并靠与常规码头在缆绳受力、平面布置有较大差别。根据某浮式LNG码头双船系泊项目,从泊位长度、缆绳数量及平面布置进行了分析研究。受风流影响为主的码头一般在满载时内档船舶倒缆受力最大,可增加FSRU艏艉缆数量、适当加大泊位长度并将艏艉缆系缆墩前移以减小艏艉缆角度可改善倒缆受力状态,宜对称布置缆绳。     

大型船舶系泊系统的动力响应研究

通过对大型船舶所受载荷情况的分析,采用静力分析方法结合国内、外有关的经典计算公式,对船舶所受的风载荷、流载荷和缆绳受力情况进行研究。结合具体工程案例,计算船舶的受力情况,以及在风、流作用下系泊时缆绳受力是否在允许的安全范围内,对该船的系泊安全和码头安全做出评价。     

30万吨级油船空载系泊系缆力模型试验研究

针对大型油船在现有码头停靠、改造时的空载系泊情况,采用物理模型试验方法,分析了处于改造作业过程中吃水较小、受风面积较大的30万t级油船的缆绳受力情况,研究了吹开风作用下以及风浪联合作用下波浪与风速对缆绳受力的影响,得出了原系泊方案最不利缆绳位置。针对风暴情况下船舶系缆布置方式存在的问题,提出了相应的优化方案,并开展相关试验研究。研究结果表明：优化方案可使各个缆绳受力更加均匀,避免某根缆绳受力较大的情况,试验结果可为相关设计提供一定的依据。     

特殊用途船舶海上定点抛锚操作方法探讨

四点抛锚定位是海洋调查船在浅水海域进行海洋工程作业的基础,这种抛锚方式既要求船舶定位在预定位置,又要使船上前后左右四只锚的缆绳不相互缠绕,不影响本船螺旋桨的正常旋转,同时还要能够抵御当时环境下的风浪和海流影响,可以较长时间进行锚泊作业。此文根据近年来海上抛锚作业积累的经验,在与其他抛锚操作方式进行对比后,推荐这种操作方式进行定点抛锚作业。     

准动态分析法在工程船舶锚泊定位系统设计中的应用研究

工程船舶在海上作业时都需配备定位系统,如何配置安全可靠、满足作业要求和具有市场竞争力的锚泊定位系统已成为探讨热点。通过对现行锚泊定位系统分析的几种基本方法的理论特点及应用特性比较,确定应用准动态方法对工程船进行锚泊定位分析的可行性,并阐述了准动态分析方法的基本理论及特点,与全动态分析方法进行了理论对比分析,从而进一步体现了准动态方法应用于工程船舶锚泊定位的合理性。以某工程船为例,分别应用准动态分析软件ARAINE及全动态分析软件DEEPC进行锚泊定位计算对比分析,论证了应用准动态方法分析工程作业船舶锚泊定位的优势及特点。从理论分析及实际应用角度充分证明了,应用准动态方法对工程船进行锚泊定位分析既保证工程精度要求,又可显著提高计算效率,具有明显优势。     

船行波对系泊船的影响因素

针对船行波对系泊船的影响因素问题,阐述船行波形成机理及重要性,基于工程实例,采用OPTIMOOR系泊分析软件对系泊船舶受到的船行波波浪力和缆绳张力进行计算,得出影响船行波对系泊船舶作用的4个因素,主要表现为:系泊船的缆绳张力随着航行船舶航速、排水量的增大而增大,随着船舶横向间距、航行水深的增大而减小。码头运营时应通过合理引航调度船舶并有效约束上述因素以保障作业安全。     

神经网络在船舶动力定位模拟器控制系统中的应用

随着近海资源日渐枯竭,远洋自然资源的开发和利用技术成为了研究热点。远洋水域深度较大,船舶在采用传统的锚泊式定位时会发生走锚等问题,因此,必须采用动力定位技术。船舶动力定位系统由位置测量、控制器和推进器3部分组成,可以实现精准可靠的海上定位,对船舶和海上作业平台有重要意义。动力定位模拟器是船员进行动力系统操作培训的重要设备,本文结合神经网络算法和相应的数学模型,设计和开发了船舶动力定位模拟器的控制系统。     

深水养殖平台的水动力特性及锚泊安全

为研究深水养殖平台的水动力特性及其锚泊系统的安全性,以“振渔二号”深水养殖平台为例,开展物模试验和数值仿真计算。测试该平台在极限风速和流速下的外载荷作用力,并对其进行规则波频率运动响应试验和数值模拟,同时对其锚泊系统进行风、浪、流联合作用下的运动和系泊受力试验,获得该平台的水动力及其锚泊系统的受力特征值。物模试验和数值计算结果表明：忽略网衣的影响,纯波浪作用对平台运动的影响较小;在横风、横浪、横流作用下,锚泊系统最大受力对应的安全系数满足船级社相关指南的要求,有一定的安全裕度。研究成果可供深水养殖平台及其锚泊系统的优化设计和作业安全评估参考。     

无动力平台供应船码头系泊防台风方案的分析

上海临港重装备产业区位于杭州湾北岸入海口地区,易受台风等灾害性天气侵袭,给沿岸无动力船舶防台风工作带来较大难度。针对无动力平台供应船在建造过程中需要在码头进行较长时间的舾装作业,极易受到台风影响的问题,为保证船舶安全,利用Hydro Star和Ariane等软件工具,分析某无动力平台供应船的系泊带缆防台风方案,验证系泊期间缆绳受力情况。该方案满足防台风系泊要求,避免了移泊锚地所产生的费用。     

回头缆在船舶系泊中的应用

本文主要根据当前影响船舶系泊安全的因素和船舶设施情况,分析了缆绳系泊方式中缆绳的受力情况等,并论述了回头缆在其中的应用作用和注意要点等,提出保证船舶安全的所示。希望可以为相关人员提供一定的参考,从而合理将回头缆应用在船舶系泊中,保证船舶系泊的安全。