基于结构可靠性的锚泊辅助动力定位滑模控制

针对长年累月定位在深海恶劣海况下的浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading vessels,FPSOs)的作业安全问题,本文提出了一种基于缆线结构性的锚泊辅助动力定位滑模控制方法。通过引入结构可靠性因子,表征锚泊系统缆线的安全,在此基础上设计一种新型滑模控制器,通过控制结构可靠性因子和艏向以达到FPSO锚泊辅助定位目的,并证明了系统的稳定性。通过一系列的仿真实验,证明了所提出的基于结构可靠性滑模控制器的有效性、安全性和节能性。     

维修型半潜船推进器辅助锚泊定位能力分析

为了提升半潜船在定位作业能力,提高抗更恶劣的海况,本文通过对半潜船的锚系泊定位能力进行优化,采用海洋平台、FPSO等海洋工程中的推进器辅助锚泊定位系统的技术和经验,应用于半潜船设计中,以满足半潜船应急定位需求。通过动力定位计算,提供推进器辅助定位,着重比较半潜船在动力定位辅助下,锚泊定位能力的提升效果,可在更大海上风浪流环境条件下的进行锚泊定位,以满足突发的高海况应急定位控船之需。     

深水复合锚泊线动力特性比较分析

为了研究复合锚泊线的动力特性,文章对完全相同的两根复合锚泊线,保持其他条件不变,用聚酯纤维系缆代替钢索,使锚泊线顶端张力-静位移特性曲线基本一致,然后采用数值模拟的方法对整根复合锚泊线的动力特性进行比较分析。比较两种复合锚泊线的自振频率、复合刚度和锚泊阻尼。建立复合锚泊线的二维非线性有限元动力分析模型,基于Del Vecchio(1992)提出的经验公式,采用迭代的方法计算复合锚泊线的刚度,比较上部平台分别发生慢漂和波频运动时刚度的变化。锚泊线和海床之间的接触作用基于刚性海床假定,基于Morrison公式计算锚泊线的惯性力和拖曳力荷载,给定上部平台运动时程后在时域范围内进行复合锚泊线的动力分析,通过计算锚泊线从平台运动中吸收的能量,得到锚泊系统的阻尼,比较上部平台分别发生慢漂和波频运动时阻尼的变化。     

无动力船舶锚泊及紧急撤离风险评估

以中海油298无动力船锚泊系统作业及紧急撤离过程为例,应用风险分析理论和风险值的计算方法,对该过程进行系统风险评估。内容包括识别无动力船舶锚泊系统作业及紧急撤离的风险源,建立事故树并进行定性风险分析,并结合专家意见进行初步的定量风险分析。提出一套符合无动力船舶锚泊系统作业及紧急撤离实际需要的风险分析、风险辨识、风险评估及风险管理体系。     

FPSO锚泊系统动力响应影响因数分析

基于三维势流理论,建立了FPSO与锚泊系统时域耦合分析方法。在时域内对设计好的锚泊系统进行动态分析,并验证了锚泊系统设计的安全性。然后对比研究了系泊线夹角、预张力、转塔位置、拖曳力系数等重要参数对FPSO锚泊系统动力响应的影响,并讨论了悬链线式和张紧式两种系泊方式的区别。总结出了这些参数的影响规律,为锚泊系统动力响应的优化提供了参考意见。     

三维锚泊系统时域计算分析

通过采用在频域内对浮体运动方程求解并将计算结果转换为时域结果,同时与锚链线运动时域方程耦合求解锚泊浮体在限制工作水深的运动位移与锚链线上的张力.采用一种考虑锚链线上各种受力的三维锚链线模型来计算锚链的位移与受力.通过对计算结果的分析表明,本方法简单、实用,可以提供具有工程精度的锚泊性能预报.     

船舶动力定位系统控制技术的发展与展望

船舶动力定位是深海开发的关键技术之一,随着海上油气生产向深海的发展,动力定位系统会更受重视,对控制技术也会提出更高的要求。本文简要介绍了动力定位控制技术的发展过程以及一些代表性的控制技术在动力定位中的应用,包括PID控制,最优控制,模型参考自适应控制,反步法,模糊控制,神经网络等,最后对动力定位控制技术的发展热点做了展望。     

自适应神经网络用于船舶动力定位系统

船舶动力定位采用一种控制系统驱动装在船上的侧推器和尾部推进器或者几个全回转的推进器，使船定位在海平面的要求位置上，船受到风，浪及流等海洋环境力的作用时会漂移离原位置，传统的控制方法是采用ＰＩＤ反馈控制。顾和李提出了一种新的基于人工神经网络的控制方法，它具有许多优越性；（１）一个可随意调节的目标函数以适合不同的需求－定位精度高或节约定位能量，（２）前馈控制产自适应不同的环境力数以适合不同的需求－变化     

深水二维对称式布置两成分锚泊线时域动力分析

深水作业海上浮式结构物的锚泊定位系统由锚链或锚索等成分进行约束,由于锚泊线的几何非线性,外界环境作用力的非线性和系泊浮体的运动的非线性给锚泊系统的回复力和位移的计算分析带来困难。此外,多种材料成分组成的多成分锚泊线的使用在推动了锚泊系统的深水应用和发展的同时也给锚泊系统的设计带来困难。本文采用设计波理论结合有限元方法进行两成分锚泊线的动力分析,考虑导缆孔处系泊结构物运动的影响。并将结果与单一成分锚泊线计算结果作比较分析,得到有益结论。     

新型干树半潜平台系泊系统的时域耦合分析

我国海洋油气开发正逐步从近海浅水区域不断往远海深水区域发展。随着水深的增加,传统的以锚链为材料,以自重为回复力的悬链线式系泊系统已经不再适用。世界上超深水浮式生产平台基本上都采用张紧式系泊系统,并且中间段采用超轻的聚酯缆材料以降低其施加在平台上的荷载。基于1500米超深水的中国南海环境,开发了一种运动性能良好的新型干树半潜平台。新型平台的系泊系统采用张紧式锚链-聚酯缆-锚链形式。根据平台尺度和环境条件,对系泊系统进行了布置和设计。通过时域耦合方法对系泊系统进行了数值分析,分析结果表明系泊系统强度满足规范和设计要求。     

半潜式钻井平台总段吊装强度数值计算

半潜式钻井平台因结构复杂和设备繁多,对建造周期提出了更高的要求。实现总段吊装大型化,提高吊装前的预舾装程度,这对提高生产效率、缩短平台建造周期、降低平台建造成本具有十分重要的意义。应用有限元数值计算分析技术,对吊装状态下平台大型总段的结构响应(应力与变形)进行研究,通过分析各总段构件的结构强度,对吊装方案进行评估,并对平台大型总段吊装提出一些建议和措施。     

船舶在复杂海况下的实时运动仿真

给出一种工程实用的仿真方法，能实时地提供船舶在复杂海况下的动态响应数据，利用该方法所建立的运动仿真系统为研究和开发海洋工程动力定位技术提供了较好的调试环境，文中对两个不同算例的数值仿真结果，表明该方法对工程应用是可行的。     

深水钻井船动力定位时域仿真分析

时域仿真分析是获得动力定位控制精度的必要手段。文中进行了SIMO软件理论和应用方面的研究,基于SIMO软件建立动力定位能力时域仿真分析流程;以深水钻井船为算例,通过动力定位系统控制参数和Kalman增益参数的调整,获得较好的计算结果,并进一步分析了控制参数的不同取值对动力定位能力的影响。文中建立的深水钻井船动力定位能力仿真分析流程可以为工程实践提供参考。     

船舶半物理仿真电站监控及虚拟操纵的系统设计

本文介绍智能控制电动机替代柴油机的船舶半物理仿真电站的优点,以此研究电站监控系统;采用组态软件和网络技术的有机结合技术,在船舶电站的监控与虚拟操作仿真进行实践,设计出具有友好的人机交互界面、可根据不同的船型有着较高参数调整灵活性和方便进行二次开发的监控与虚拟操作系统,其监控功能具有发电机组的启停、并车、解列、调频调载、电压和无功调整以及发电机组自动巡回检测、电力系统保护、发电机组工作状态实时显示等监控与虚拟操作等功能。     

基于时域微分的地铁直流供电系统故障定位仿真

地铁运行过程中,金属性短路故障是最常见且最严重的故障类型之一,为了快速而准确地对地铁直流供电系统故障定位,提高城市轨道交通用直流牵引供电系统的工作可靠性,结合我国某地铁供电系统建立了直流供电系统短路故障电路拓扑结构模型。根据时域微分方程理论,计算了短路故障点与变电所的距离。运用最小二乘法对数据处理优化,提高了故障定位的准确性。研究结果表明:双端供电系统中,故障点位于两变电所中间区域时,定位准确度较高;短路点在两站中间位置的500 m范围内时,使用该方法定位误差小于6.15%。     

舰用蒸汽动力装置凝给水系统仿真平台设计

针对现有仿真分析手段未考虑除氧水泄漏、给水卸载管路泄漏等因素以及这两个因素与系统其它因素耦合后对凝给水系统运行性能的影响,无法用于某型舰动力装置长期存在的典型性能故障原因分析及处置对策研究的问题,在综合分析舰用蒸汽动力装置工作原理的基础上,运用模块化建模思想设计并建立了能够考虑更多因素、仿真范围更加完整的凝给水系统动态特性仿真平台,最后分别以凝给水系统稳态过程特性仿真,锅炉正常升负荷过程凝给水系统动态特性仿真,以及凝水泵启动过程特性仿真为例,验证了仿真平台功能性能的完备性与正确性。     

电脑仿真电站模拟器的应用

本文叙述了计算机仿真电站模拟器所能实现的功能.并着重介绍计算机仿真电站模拟器的系统软件与硬件结构,以及该系统的开发与广泛的应用.     

船舶模拟电站实训软件的研制

由于当前海事局的“海船船员船舶电站操作评估”仍采用评估员对学员人工评估的方法来完成,这样评估员评定时的人为因素往往会造成学员的评估成绩产生偏差。船舶模拟电站实训软件是在船舶电站操作基础上完成的,通过建立实时电站操作数据库,并连接数据源自动记录学员对船舶电站实训操作的结果。模拟电站实训软件的研制提供了船员电站实操评估的一种解决方案,满足当前高速发展的船员实训评估的需求。