[發明專利]半潛式海洋鉆井平臺定力定位控制實驗方法及機械體

有效

• 申請號: 201510088433.1
• 申請日: 2015-02-26
• 公開（公告）號: CN104698863B
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發明（設計）人: 趙東亞;趙通;梁浩
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 淄博佳和專利代理事務所37223
• 代理人: 張雯

1.一種半潛式海洋鉆井平臺動力定位控制實驗方法，其特征在于：包括動力定位控制仿真平臺和動力定位控制系統；所述的動力定位控制系統包括測量系統（5）、上位機（1）、動力分配系統（2）、鉆井平臺推進系統（3）和數據采集系統（4），上位機（1）、動力分配系統（2）、鉆井平臺推進系統（3）和數據采集系統（4）依次相連接組成閉環系統，測量系統（5）與上位機（1）相連接；包括如下步驟：

步驟a，通過動力定位控制仿真平臺進行計算機仿真測試，為下一步物理實驗做準備；

步驟b，測量系統（5）進行數據測量，并將測得的數據上傳至上位機（1）；

步驟c，上位機（1）根據測量系統（5）測量的數據運行空間控制算法，并將數據下發給動力分配系統（2）；

步驟d，動力分配系統（2）根據上位機（1）下發的數據，為每一個推進器（11）計算期望速度和方向，并下發給鉆井平臺推進系統（3）；

步驟e，鉆井平臺推進系統（3）將動力分配系統（2）計算的期望速度和方向與實際的速度和方向相匹配，并進行調整；

步驟f，數據采集系統（4）對鉆井平臺推進系統（3）的實際速度和方向進行測量，并將測量結果上傳給上位機（1）；

步驟g，上位機（1）通過數據采集系統（4）采集的數據，運行實時監控算法；

所述的上位機（1）中設有濾波器模塊、狀態估計器模塊、動力定位控制算法模塊和誤差分析模塊；所述的空間控制算法包括如下步驟：

步驟2001，程序初始化；

步驟2002，讀取測量數據；

上位機（1）讀取測量系統（5）測量的位置數據；

步驟2003，運行濾波算法；

啟動上位機（1）中的濾波器模塊，運行濾波算法；

步驟2004，運行狀態估計算法；

啟動上位機（1）中的狀態估計器模塊，運行狀態估計算法；

步驟2005，運行動態定位控制算法；

啟動上位機（1）中的動力定位控制算法模塊，運行動力定位控制算法；

步驟2006，啟動誤差分析模塊；

啟動上位機（1）中的誤差分析模塊，并進行誤差分析；

誤差2007，誤差絕對值是否小于閾值；

誤差分析模塊分析判斷誤差絕對值是否小于閾值，如小于閾值，則實驗測試成功；如大于閾值，則進入下一步；

步驟2008，時間是否大于閾值；

誤差分析模塊分析判斷時間是否大于閾值，如小于閾值，則返回步驟2002；如大于閾值，則進入下一步；

步驟2009，停止并修改算法。

2.根據權利要求1所述的半潛式海洋鉆井平臺動力定位控制實驗方法，其特征在于：步驟a中所述的仿真測試包括如下步驟：

步驟1001，系統初始化；

步驟1002，ADAMS建模；

啟動ADAMS程序，并進行鉆井平臺動力學建模；

步驟1003，設計算法；

啟動MATLAB Simulink程序，開發半潛式海洋鉆井平臺動力定位控制算法設計環境，提供信號濾波設計、速度估計算法設計、動力定位控制算法設計和動力分布設計等模塊；

步驟1004，設計狀態估計器；

在MATLAB Simulink模塊中設計狀態估計器；

步驟1005，設計動力定位控制算法；

在MATLAB Simulink模塊中設計動力定位控制算法；

步驟1006，啟動誤差分析模塊；

在MATLAB Simulink模塊中設計誤差分析模塊，啟動誤差分析模塊，進行誤差分析；

步驟1007，誤差是否滿足精度，

誤差分析算法模塊分析判斷誤差滿足精度，如滿足，則仿真測試成功；如不滿足，則進入下一步；

步驟1008，時間是否大于閾值；

誤差分析算法模塊判斷時間是否大于閾值，如小于閾值，則返回步驟1004；如大于閾值，則進入下一步；

步驟1009，停止并修改算法。

3.根據權利要求1所述的半潛式海洋鉆井平臺動 力定位控制實驗方法，其特征在于：所述的測量系統（5）包括同時與上位機（1）相連接的GPS定位系統、電羅經位置測量系統、風速傳感器、流傳感器和風浪傳感器，GPS定位系統包括位置測量攝像機和地圖。