[發明專利]一種船舶動力定位的運行仿真平臺

在審

• 申請號: 201310602792.5
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN103645642A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 劉雨
• 申請（專利權）人: 大連海聯自動控制有限公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種船舶動力定位的運行仿真平臺?

背景技術

????利用傳統錨泊定位的時候，船舶本身自有的錨泊設備為其定位提供了方便，但是錨泊定位精度不準確，機動性能差，而且船舶作業的水深受到了嚴格的限制，在深水進行作業時使用錨泊方式定位將變得不方便而且不經濟。動力定位很好的解決了這一問題，動力定位的精度很高，而且機動性好，定位也方便。經過不斷的發展，現在的動力定位系統已經十分復雜可靠，許多海上作業的船舶也應用了動力定位系統，在進行潛水作業、潛水跟蹤、海上施工、海上探測時都需要用到動力定位系統，也就是按預定目的、預定位置，對船舶進行定位控制。發明內容?

本發明針對船舶動力定位系統仿真平臺這一具體的問題，基于系統建模與仿真的校核、驗證和驗收技術，研制一套船舶動力定位系統仿真平臺，加速先進控制理論在船舶動力定位系統控制領域中的應用。

本發明一種船舶動力定位系統仿真平臺主要具有以下功能：?

(1)?船舶動力定位系統模型的建立與測試。本仿真系統提供船舶動力定位系統的數學模型，使用者還可根據需要自行輸入不同規格的柴油發電機組的數據。本系統可進行船舶回轉運動仿真、Z型實驗仿真，與實船實驗數據比較，便可測試模型的有效性。

(2)?控制算法的加載與測試。本系統提供PID控制、自適應控制、模糊控制等常用控制模塊；使用者只需將自己設計的控制算法按規定的格式編譯成動態連接庫，就可加入到本平臺中。根據控制算法的不同，使用者可進行控制仿真測試；平臺還提供一個“事件編輯器”，可方便用戶進行更復雜的事件仿真測試。在測試過程中，用戶可以觀察航向、舵角、船速等參數的動態數據和顯示曲線，據此可對控制算法進行測試、優化和改進。?

(3)?仿真數據的保存。在測試過程中，可將船舶運動狀態的重要動態數據保存下來，便于以后的進一步研究應用。?

本發明的技術方案如下：?

????船舶動力定位系統的基本原理圖如圖1所示。

????船舶動力定位系統由船舶動力定位系統模型的設置與測試模塊1，控制算法的加載與測試模塊2、船舶動力定位系統的數學模型模塊3，船舶動力定位系統曲線顯示界面4四部分組成。?

船舶動力定位系統模型的設置與測試模塊1和控制算法的加載與測試模塊2與船舶動力定位系統的數學模型模塊3進行雙向數據交換。船舶動力定位系統的數學模型模塊3單向傳輸數據至船舶動力定位系統曲線顯示界面4中；同時船舶動力定位系統曲線顯示界面4曲線顯示界面4都可單向傳輸數據至1船舶動力定位系統模型的設置與測試模塊1和控制算法的加載與測試模塊2。上述軟件模塊1至4用VC++開發。?

本發明一種船舶動力定位系統的工作原理是：?

船舶模型的測試：首先根據測試目的和要求不同由船舶模型的設置與測試模塊1選擇合適的船型、計算控制算法的測試：當建立了有效的船舶動力定位系統數學模型模塊3后，就可進行控制算法的測試。首先由控制算法的加載與測試模塊2加載需要測試的控制算法，然后與船舶動力定位系統的數學模型模塊3構成閉環控制系統，通過“事件編輯器”對船舶航行環境、船舶轉向點等條件進行設置，接著進行船舶運動控制仿真，同時將仿真結果輸出到船舶動力定位系統曲線顯示界面4，最后分析船舶航線、航跡和動態數據等仿真結果，并判斷所加載控制算法的控制特性。

出船舶參數并傳輸到船舶運動數學模型模塊3中，接著船舶動力定位系統模塊3進行船舶回轉實驗仿真，同時仿真結果輸出到船舶動力定位系統顯示界面4，將仿真實驗結果與實船實驗數據進行比較，當回轉圈航跡誤差小于在一個船長時，則認為所建立的船舶運動數學模型是有效的，否則無效。?

本發明的優點和有益效果是：?

附圖說明

圖1是本發明一種船舶動力定位系統的組成結構框圖。?

圖中：1、船舶模型的設置與測試模塊，2、控制算法的加載與測試模塊，3、船舶動力定位系統的數學模型模塊，4、船舶動力定位系統曲線顯示界面。?

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步詳細地描述：?

?????船舶動力定位系統由船舶動力定位系統模型的設置與測試模塊1，控制算法的加載與測試模塊2、船舶動力定位系統的數學模型模塊3，船舶動力定位系統曲線顯示界面4四部分組成。