动力定位系统的推力分配方法技术方案

一种动力定位系统的推力分配方法，采用以下步骤：一：将推进器分为数个小组，并固定组内推进器方位角的相对角度，但不固定绝对角度；二：由控制指令的低频部分使用优化算法求出一个缓慢变化的推进器方位角，再使用优化算法求出推进器的推力；具体步骤为：将k时刻的控制指令τc,k输入到由一阶惯性环节构成的低通滤波器中，然后，再进一步离散化得低频部分τk+1；由控制指令τc,k采用序列二次规划法计算出各推进器的推力大小f?k和推进器方位角αk；再应用二次规划法求出推进器的推力f?k；并在所设置的目标函数和部分约束条件的公式中，加入推力折减系数p。本发明专利技术可以将推进器的推力和推进器的方位角分开计算，避免了由于线性化造成的误差及奇异结构，降低了推进器的能量消耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及动力定位系统，尤其涉及一种。
技术介绍
动力定位系统(Dynamic Positioning System)是利用自身的推进器系统自动保持船舶的位置和艏向的计算机控制的闭环系统，主要由测量系统、控制系统和推进器系统组成。其功能是:不借助于锚泊系统，而能自动检测出船舶的实际位置与目标位置的偏差，结合风、浪、流等外界扰动力的影响计算出能使船舶恢复到目标位置所需推力和扭矩的大小，并对各推进器进行推力分配，进而使各推进器产生相应的推力和扭矩，使船舶尽可能地保持在海平面上要求的位置上。其中，推进器系统是动力定位系统的一个重要组成部分，作为动力定位系统的执行机构，推进器用于产生力和力矩，用以抗衡作用于船上的干扰力和干扰力矩。推进器一般来说是指螺旋桨，在动力定位系统中除一般的主推外，应用比较多的是槽道螺旋桨、全方位螺旋桨和吊舱螺旋桨。如附图说明图1所示，为深水铺管起重船的推进器布置，由于推进器的数量很多，已经达到了 7个，且均为全回转推进器， 所以，其存在着无数多个不同的推力和方向的组合，且均满足特定的水平力和船艏摇力矩。这时，需要建立推力分配算法，将推力分配到各个推进器上，不仅使各个推进器产生的推力满足推力指令的要求，还要使推进器消耗的能量最小，以防止推进器过度磨损等。设r e □ 3为控制器输出的推力指令，包括所需要的纵荡方向的力、横荡方向的力和船艏摇力矩。/￡□为各推进器发出的推力，η为推进器数量。则需要满足T=B(a)f，其中

【技术保护点】
一种动力定位系统的推力分配方法，其特征在于：采用以下步骤：第一步：在进行推力分配之前，先将推进器分为数个小组，并固定组内推进器方位角的相对角度，但不固定它们的绝对角度；第二步：由控制指令的低频部分使用优化算法求出一个缓慢变化的推进器方位角，在已知方位角后，再使用优化算法求出推进器的推力；其具体步骤如下：⑴?首先，将k时刻的控制指令τc,k输入到一个由一阶惯性环节构成的低通滤波器中，然后，再进一步离散化可得缓慢变化的控制指令的低频部分　τk+1；⑵??由控制指令τc,k采用序列二次规划法计算出各推进器的推力大小fk和推进器方位角αk；⑶?得到推进器方位角角αk后，再应用二次规划法求出推进器的推力fk；其中，在计算推进器方位角αk和推力fk时，在所设置的目标函数和部分约束条件的公式中，加入推力折减系数p。

【技术特征摘要】
1.一种动力定位系统的推力分配方法，其特征在于:采用以下步骤: 第一步:在进行推力分配之前，先将推进器分为数个小组，并固定组内推进器方位角的相对角度，但不固定它们的绝对角度； 第二步:由控制指令的低频部分使用优化算法求出一个缓慢变化的推进器方位角，在已知方位角后，再使用优化算法求出推进器的推力； 其具体步骤如下: (1)首先，将k时刻的控制指令Tca输入到一个由一阶惯性环节构成的低通滤波器中，然后，再进一步离散化可得缓慢变化的控制指令的低频部分τ k+1 ； ⑵由控制指令τ c k采用序列二次规划法计算出各推...

【专利技术属性】
技术研发人员：缪泉明，许文兵，肖龙，顾楠，匡晓峰，孙强，王晓波，李志刚，刘正峰，邱海荣，蔡连博，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，海洋石油工程股份有限公司，中国船舶重工集团公司第七〇二研究所，
类型：发明
国别省市：