摘要：为了自主研发功能完备、扩展性好的船舶动力定位模拟器,分析船舶动力定位模拟器中各个模块的功能,对现有航海模拟器的系统架构进行改进,提出适用于多单元协同仿真的船舶动力定位模拟器系统架构。根据动力定位系统自动定位模式的原理,设计动力定位控制器和推力分配算法,提出使用Direct2D图形技术来设计动力定位人机交互界面。最后在所设计的动力定位模拟器系统架构下,以1艘动力定位供给船为仿真对象实现在不同海况条件下的自动定位功能和系统信息显示,并验证算法的有效性。

摘要：针对船舶动力定位模拟器中控制仿真系统的需要,提出了将含有积分器的模型预测控制算法应用于模拟器中。船舶动力定位模拟器主要用于动力定位操作人员的培训和适任评估,目前国内尚未开发出具有自主知识产权、功能完备的动力定位模拟器,主要铱赖于国外进口。动力定位控制器是模拟器的核心技术之一,决定了模拟器的品质。考虑到来知缓变的海洋环境扰动对船舶的影响以及船舶推力的限制,设计了采用含有比例积分器的船舶动力定位模型预测控制器。该控制器能够使船舶在约束条件下克服外界扰动,到达并保持在期望位置。以一艘供给船为研究对象验证了算法的有效性。

摘要：为克服动力定位控制算法的实船测试具有风险大、调试周期长、费用高的缺点,设计了船舶动力定位控制算法测试仿真平台。建立了动力定位船舶的运动数学模型和风浪流等海洋环境对船舶的扰动模型,分析了动力定位船舶的运动特点,提出仿真平台的设计要求,介绍了仿真系统的功能框架和实现、测试流程以及相关的接口。以一艘动力定位供给船为研究对象,采用模型预测控制算法进行"自动定位模式"的测试,测试结果表明:该仿真系统能够验证动力定位控制算法的有效性和鲁棒性,减少实船试验带来的风险和时间,对动力定位控制算法的研究具有重要意义。