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现代舰船动力定位PDF电子书下载

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• 作 者：付明玉
• 出 版 社：
• 出版年份：2019
• ISBN：
• 页数：0 页

图书介绍： 查看图书目录点击购买PDF全本电子书 上一篇：艾艾翻身曲 长篇叙事诗下一篇：区块链实用指南 区块链生态及可行应用＝BLOCKCHAIN ENABLED APPLICATIONS UNDERSTAND THE BLOCKCHAIN ECOSYSTEM AND 《现代舰船动力定位》目录 标签：舰船 定位 动力

第1章 概述1

1.1 动力定位的定义1

1.2 动力定位的发展史2

1.2.1 动力定位产生的背景2

1.2.2 动力定位技术研究现状4

1.2.3 动力定位控制系统研究现状8

1.3 技术图谱9

第2章 现代舰船动力定位系统10

2.1 动力定位系统工作原理10

2.2 动力定位系统的基本组成12

2.2.1 控制系统12

2.2.2 测量系统13

2.2.3 推进系统14

2.2.4 电力系统16

2.3 动力定位系统的基本功能模式17

2.3.1 准备模式17

2.3.2 手动模式17

2.3.3 自动定位模式18

2.3.4 自动区域定位模式18

2.3.5 自动航迹模式18

2.3.6 自动驾驶仪模式20

2.3.7 目标跟踪模式21

2.4 面向作业的现代动力定位系统特种功能21

2.4.1 起重作业功能21

2.4.2 铺管作业功能22

2.4.3 铺缆作业功能23

2.4.4 海上装载作业的风标操作功能23

2.4.5 挖沟作业功能25

2.4.6 挖泥作业功能25

2.4.7 系泊动力定位作业功能25

2.5 国际海事组织设计规范中对动力定位系统的功能要求26

2.5.1 一般规定27

2.5.2 控制系统29

2.5.3 测量系统30

2.5.4 推进系统31

2.5.5 电力系统31

2.6 中国船级社设计规范中对动力定位系统的功能要求32

2.6.1 一般规定32

2.6.2 系统布置35

2.6.3 控制系统38

2.6.4 测量系统42

2.6.5 推进系统43

2.6.6 电力系统44

第3章 动力定位系统总体设计技术46

3.1 动力定位系统的方案设计步骤46

3.2 推进器布置48

3.2.1 简单的推进器布置48

3.2.2 推进器布置规则50

3.3 推进器需求负载估算50

3.3.1 推进器电机功率估计51

3.3.2 DP工况下的负载计算过程51

3.3.3 DP工况下的负载估算结果52

3.4 推进器干涉禁区计算52

3.4.1 桨—桨干扰概述52

3.4.2 螺旋桨尾流53

3.4.3 桨—桨干扰的影响估算53

3.5 故障模式分析56

3.6 动力定位能力计算57

3.6.1 关于动力定位系统能力计算的相关指南58

3.6.2 海洋环境力计算59

3.6.3 动力定位能力图60

3.6.4 基于遗传算法的定位能力计算方法62

3.7 位置参考系统和传感器的配置设计66

3.7.1 位置参考系统和传感器相关规范要求66

3.7.2 位置参考系统配置设计67

3.7.3 传感器系统配置设计69

3.8 故障模式与影响分析（FMEA）69

第4章 动力定位船电力推进71

4.1 电力推进发展及应用71

4.1.1 电力推进的发展71

4.1.2 电力推进功率流和功率效率72

4.1.3 电力推进的历史74

4.1.4 应用76

4.2 电力系统78

4.2.1 原动机和发电机79

4.2.2 配电80

4.2.3 推进系统的驱动电机81

4.2.4 推进器84

4.2.5 新设计趋势85

4.3 功率和推进控制86

4.3.1 分层控制简介86

4.3.2 顶层控制87

4.3.3 底层控制88

4.4 电力推进变频调速90

4.4.1 全桥晶闸管整流装置91

4.4.2 电流型逆变器92

4.4.3 周波变换器92

4.4.4 电压型逆变器93

4.4.5 其他变频控制方法94

4.5 典型配置95

4.6 动力定位电站功率系统设计98

4.6.1 推进负载限制控制98

4.6.2 推进器功率监控软件设计99

4.6.3 推进器负载限制及功率监控仿真测试100

第5章 半实物仿真技术107

5.1 半实物仿真技术概述107

5.2 坐标系108

5.2.1 地球中心惯性坐标系109

5.2.2 地球中心固定坐标系109

5.2.3 WGS-84大地坐标系109

5.2.4 通用横向墨卡托投影坐标系统110

5.2.5 北东坐标系112

5.2.6 船体坐标系113

5.2.7 船体平行坐标系113

5.3 运动变量定义114

5.3.1 变量的选取和定义114

5.3.2 状态变量在北东坐标系的描述115

5.3.3 变量在船体坐标系的描述115

5.4 船舶运动数学模型116

5.4.1 运动学模型117

5.4.2 动力学模型118

5.4.3 动力学模型的矢量表达119

5.5 船舶动力定位应用数学模型121

5.5.1 船舶六自由度运动非线性数学模型121

5.5.2 船舶水平面三自由度运动非线性数学模型123

5.5.3 船舶动力定位线性数学模型125

5.6 海洋环境数学模型128

5.6.1 风模型128

5.6.2 海流模型132

5.6.3 波浪模型134

5.7 半实物仿真技术144

5.7.1 实时仿真系统的配置144

5.7.2 半实物仿真过程中的DP案例145

5.8 常微分方程数值解法147

第6章 动力定位船测量信息处理技术151

6.1 数据质量检测151

6.1.1 开窗术151

6.1.2 数据范围测试152

6.1.3 方差检验152

6.1.4 野值检验153

6.2 冗余测量信号的处理153

6.2.1 表决153

6.2.2 加权154

6.2.3 传感器的使能和不使能154

6.3 时间对准和空间对准155

6.3.1 时间对准155

6.3.2 空间对准157

6.4 动力定位系统多传感器信息融合算法160

6.4.1 概述160

6.4.2 同步多传感器信息最优分布式估计融合算法163

6.4.3 基于小波分析的异步多传感器信息融合算法165

6.5 状态估计172

6.5.1 固定增益观测器173

6.5.2 最小二乘估计器174

6.5.3 卡尔曼滤波器175

6.5.4 扩展卡尔曼（EKF）滤波器178

6.6 鲁棒强跟踪扩展卡尔曼滤波器179

6.6.1 问题描述179

6.6.2 基于强跟踪EKF滤波器设计182

6.6.3 鲁棒强跟踪EKF滤波器设计183

6.6.4 仿真案例185

6.7 自适应滑模无源观测器187

6.7.1 问题描述187

6.7.2 自适应滑模无源观测器设计187

6.7.3 仿真案例189

第7章 现代动力定位船的先进控制技术191

7.1 船舶艏向自适应反步控制191

7.1.1 李雅普诺夫（Lyapunov）稳定性定理191

7.1.2 反步控制方法192

7.1.3 艏向自适应反步控制方法195

7.2 环境最优艏向控制198

7.2.1 船舶运动数学模型198

7.2.2 基于反步法的环境最优艏向控制201

7.2.3 仿真案例204

7.3 动力定位船任务驱动跟踪控制205

7.3.1 任务驱动跟踪控制的分层结构205

7.3.2 任务驱动Petri网模型206

7.3.3 低速循迹控制及仿真案例210

7.3.4 特种跟踪（铺缆作业）控制及仿真案例214

7.3.5 高速循迹控制及仿真案例216

7.3.6 目标跟踪控制224

7.4 铺管作业下的动力定位控制226

7.4.1 铺管作业过程简介226

7.4.2 动力定位系统与铺管流程的协同233

7.4.3 管道作用力模型235

7.4.4 导引系统的设计239

7.4.5 路径跟踪反步滑模控制器设计240

7.4.6 系统稳定性分析242

7.4.7 仿真案例243

7.5 起重船动力定位控制方法研究246

7.5.1 起重作业过程分析及建模247

7.5.2 动态面自抗扰控制方法252

7.5.3 起重船位置保持动态面自抗扰控制器设计260

7.5.4 仿真案例262

7.6 系泊状态下的动力定位控制265

7.6.1 内转塔式FPSO系泊动力定位系统265

7.6.2 FPSO系泊缆模型265

7.6.3 FPSO系泊定位方法269

7.6.4 FPSO系泊定位仿真案例270

7.6.5 基于结构可靠性的状态反馈反步控制器设计274

7.6.6 仿真案例278

第8章 动力定位船的冗余设计和容错控制281

8.1 概述281

8.2 容错与冗余技术概念284

8.2.1 容错与冗余284

8.2.2 被动容错控制285

8.2.3 主动容错控制285

8.3 动力定位控制系统冗余设计286

8.3.1 双模冗余系统286

8.3.2 三模冗余系统287

8.3.3 控制系统冗余配置方案289

8.4 基于鲁棒滑模虚拟传感器的容错控制方法290

8.4.1 重构问题描述291

8.4.2 虚拟传感器重构设计295

8.4.3 鲁棒滑模虚拟传感器设计297

8.4.4 基于鲁棒滑模虚拟传感器的容错控制设计300

8.4.5 仿真案例301

8.5 基于鲁棒自适应滑模虚拟执行器的容错控制方法303

8.5.1 虚拟执行器重构设计304

8.5.2 鲁棒自适应滑模虚拟执行器设计306

8.5.3 基于鲁棒自适应滑模虚拟执行器的容错控制设计309

8.5.4 仿真案例312

第9章 推力分配316

9.1 概述316

9.2 推进器系统数学模型320

9.2.1 螺旋桨轴动力学模型320

9.2.2 电机动力学模型321

9.3 螺旋桨水动力特性321

9.3.1 螺旋桨敞水特性322

9.3.2 螺旋桨的四象限敞水特性324

9.3.3 螺旋桨有效推力与效率325

9.4 推力分配影响因素分析326

9.4.1 海洋环境对推力分配的影响326

9.4.2 操作工况对推力分配的影响327

9.4.3 推进器约束对推力分配的影响328

9.5 推力分配问题数学描述330

9.6 二次规划推力分配331

9.6.1 功率惩罚函数331

9.6.2 推进器约束332

9.6.3 二次规划推力分配算法336

9.7 分组偏置推力分配338

9.7.1 推进器偏置的定义339

9.7.2 分组偏置推力分配算法339

9.7.3 自适应偏置量设计340

9.8 仿真案例341

9.8.1 二次规划推力分配仿真342

9.8.2 分组偏置推力分配仿真343

第10章 故障诊断和报警345

10.1 故障诊断基本概念345

10.1.1 基于解析模型的故障诊断345

10.1.2 基于信号处理的故障诊断346

10.1.3 基于知识的故障诊断346

10.2 传感器故障检测方法研究346

10.2.1 基于滤波残差的传感器突变型故障检测347

10.2.2 基于信息融合的传感器渐变型故障检测349

10.3 基于支持向量机的船舶动力定位传感器故障诊断方法350

10.3.1 支持向量机分类原理351

10.3.2 基于支持向量机的船舶动力定位传感器故障诊断354

10.3.3 仿真案例357

10.4 基于有向图和支持向量机的船舶动力定位推进器故障诊断方法359

10.4.1 基于系统结构的故障诊断问题描述359

10.4.2 基于有向图和支持向量机的故障诊断设计363

10.4.3 基于有向图和支持向量机的船舶动力定位推进器故障诊断365

10.4.4 仿真案例369

10.5 故障报警的实现372

10.5.1 故障报警系统的设计372

10.5.2 故障报警实现流程374

第11章 动力定位在现代舰船中的应用378

11.1 概述378

11.2 潜水支持作业378

11.3 勘察和ROV支持379

11.4 海床开沟机作业380

11.5 铺管作业381

11.6 倾倒岩石作业381

11.7 采砂挖泥作业382

11.8 铺缆与维修作业383

11.9 起重船作业383

11.10 移动式海底钻井平台作业383

11.11 油轮作业384

11.12 浮式生产储存装载作业385

11.13 游轮386

11.14 专用半潜式重货船386

11.15 军事作业及军舰386

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摘要：本文详细介绍了现代舰船动力定位.pdf电子书版文档下载，从文档概述、内容结构、应用价值和技术特点四个方面进行了深入剖析，旨在为读者提供全面了解现代舰船动力定位技术的途径。

1、文档概述

现代舰船动力定位.pdf电子书版文档下载是一份关于现代舰船动力定位技术的专业资料。该文档详细介绍了动力定位系统的基本原理、组成结构、工作原理以及在实际应用中的优势。通过阅读该文档，读者可以全面了解动力定位技术在舰船领域的应用和发展现状。

文档首先对动力定位系统的基本概念进行了阐述，包括动力定位系统的定义、分类、工作原理等。接着，详细介绍了动力定位系统的组成结构，包括传感器、控制器、执行器等关键部件。此外，文档还分析了动力定位系统在实际应用中的优势，如提高舰船稳定性、降低能耗、提高作战能力等。

文档内容丰富，结构清晰，语言简练，适合从事舰船动力定位技术研究和应用的工程技术人员、科研人员以及相关专业的学生阅读。

2、内容结构

现代舰船动力定位.pdf电子书版文档下载的内容结构合理，分为以下几个部分：引言、动力定位系统原理、动力定位系统组成、动力定位系统应用、动力定位系统发展趋势、结论。

引言部分简要介绍了动力定位技术的背景和发展历程，使读者对动力定位技术有一个初步的认识。动力定位系统原理部分详细阐述了动力定位系统的工作原理，包括传感器信号采集、数据处理、控制器决策、执行器响应等环节。动力定位系统组成部分介绍了动力定位系统的各个组成部分及其功能。动力定位系统应用部分列举了动力定位技术在舰船领域的实际应用案例。动力定位系统发展趋势部分分析了动力定位技术的发展方向和未来前景。最后，结论部分总结了全文内容，并对动力定位技术进行了展望。

文档结构清晰，逻辑严密，便于读者系统地学习和掌握动力定位技术知识。

3、应用价值

现代舰船动力定位.pdf电子书版文档下载具有很高的应用价值。首先，该文档为舰船动力定位技术研究提供了理论依据和技术支持。其次，文档中列举的应用案例为实际工程应用提供了参考。最后，文档中提出的发展趋势为动力定位技术的未来发展指明了方向。

在舰船动力定位技术研究方面，该文档为科研人员提供了丰富的理论基础和实践经验。在实际工程应用中，文档中列举的应用案例为工程技术人员提供了宝贵的参考。此外，文档中提出的发展趋势有助于企业把握市场动态，加快动力定位技术的研发和应用。

总之，现代舰船动力定位.pdf电子书版文档下载在舰船动力定位技术领域具有重要的应用价值。

4、技术特点

现代舰船动力定位.pdf电子书版文档下载详细介绍了动力定位技术的特点，包括高精度、高可靠性、智能化、模块化等。

高精度是动力定位技术的核心特点之一。动力定位系统能够实时监测舰船的姿态和位置，并通过精确控制执行器，使舰船在复杂海况下保持稳定。高可靠性保证了动力定位系统在各种环境下的稳定运行，提高了舰船的生存能力。智能化体现在动力定位系统具备自适应、自学习、自优化等功能，能够适应不同的工况和任务需求。模块化设计使得动力定位系统易于扩展和维护。

文档中详细分析了动力定位技术的特点，为读者提供了深入了解动力定位技术的途径。

总结：

现代舰船动力定位.pdf电子书版文档下载全面介绍了动力定位技术，从文档概述、内容结构、应用价值和技术特点四个方面进行了深入剖析。通过阅读该文档，读者可以全面了解现代舰船动力定位技术，为相关领域的研究和应用提供有力支持。

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