开发基于状态空间模型的船舶动力定位系统可行性研究任务书
2020-02-20 09:02
1. 毕业设计（论文）主要内容：
船舶动力定位系统一般包括位置测量系统、控制系统和推力系统三部分。其工作原理是根据测量系统测得的船舶运动信息和当前环境参数，将船舶的位置和艏向与期望值比较，控制系统依据此偏差计算所需推力，同时调节推力系统的推力分配，形成一个足以抵消外界瞬变环境载荷的主动力，从而抵消风、浪、流等环境外力（矩)的干扰，使船舶保持在预期位置或沿预期的轨迹航行。
动力定位系统的控制系统经历了从pid控制、线性最优控制到智能控制的发展历程。pid控制是早期动力定位系统控制技术的代表类型，广泛应用于第一代动力定位系统。线性随机最优控制，即lqg控制，解决了定位控制中滤波引起的相位滞后问题，并在节能、安全、鲁棒性能上都较pid控制有很大进步，其控制精度和响应速度均能满足系统需求。模糊控制、神经网络控制等智能控制是一种处理不确定性、非线性和其它不适定问题的控制方法，非常适合处理动力定位系统的复杂非线性以及环境的不定性，能够提高动力定位系统的抗干扰能力、响应速度和鲁棒性。
然而，这些控制方法都是基于船舶的简化运动模型，没有考虑船舶与波浪频率相关的辐射阻尼。控制系统的时域运动模型只考虑了一个常数阻尼系数，这种简化没有考虑流体记忆影响（fluid memory effect）,因而不能精确求解船舶在波浪等环境载荷下的运动响应，从而在求解所需推力的过程中引入误差，最终影响动力定位系统的精度。
2. 毕业设计（论文）主要任务及要求
1、根据毕业设计任务书的内容和要求，进行文献的收集和阅读工作，所阅读文献不少于15篇，其中外文文献不少3篇，翻译英文文献不少于5000字。
2、明确选题的目的和意义，确定开展论文研究的基本内容、研究方案和技术途径，在此基础上完成开题报告；
3、掌握水动力分析软件diffract的基本使用方法，能够独立完成频域水动力分析；
3. 毕业设计（论文）完成任务的计划与安排
| 任务编号 | 任务内容 | 时间节点 |
| 1 | 文献调查 | 第1-2周 |
| 2 | 学习MSS软件 | 第3-5周 |
| 3 | 利用DIFFRACT软件开展船舶水动力分析 | 第6周 |
| 4 | 利用MATLAB软件建立基于Cummins方程的常系数时域模型，并对比与传统方法的计算精度的差别 | 第7周 |
| 5 | 对比研究不同参数识别方法 | 第8-10周 |
| 6 | 基于MSS软件进行船舶动力定位系统分析 | 第11-12周 |
| 7 | 完成毕业设计论文 | 第13-14周 |
4. 主要参考文献
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