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以欠驱动自主水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)为试验平台,提出了一种水平面动力定位控制方法。根据自研 AUV 平台的运动执行机构配置,针对其欠驱动特性设计运动控制器,控制纵向推力与转艏力矩,经过路径跟踪与区域镇定两个阶段,使航行器先沿预设路径快速接近目标点,再低速逐渐调整水平位置,最终在该点附近小范围内保持悬停。结合试验数据证明：航行器可抵达并稳定在目标点附近 2 m 范围内,并且在受到外力扰动偏离后能够重新返回,从而验证该动力定位控制方法的有效性。 相似文献
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锚泊辅助动力定位系统是一种将锚泊定位与动力定位结合起来的新型定位方式。对该系统的艏向控制模式进行了研究。在该模式下,控制系统将只对平台的艏向运动施加约束。同时对平台在该模式下的定位进行了时域模拟,并与锚泊定位和水平面三自由度均施加约束的全定位模式进行了对比。结果表明,在一般海况下,相比锚泊定位,该定位模式能显著提高平台的艏摇控制精度;相比全定位模式,该定位模式消耗的功率更小、更经济。艏向控制模式是锚泊辅助动力定位系统的一种工作模式,在相应海况条件下采取该定位模式,能够实现精确和经济的定位。 相似文献
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《海洋技术学报》2023,(3)
深海中蕴藏着丰富的矿产资源,深海采矿船是深海采矿的重要装备,通过动力定位系统控制采矿船的海上位置,动力定位系统由若干推进器组成。采矿船在海上受到风浪流作用,推进器一旦失效极易发生采矿船运动失控等安全事故,本文研究推进器不同失效方式下动力定位性能,分析推进器不同失效方式动力定位功能的损失。根据势流理论计算波浪载荷,数值模拟深海采矿船不同位置的单个推进器失效和多个推进器失效方式下的时域运动响应,对比各种失效方式对深海采矿船纵荡、横荡、艏摇三个自由度运动的影响,分析各种失效方式对剩余推进器推力的影响。研究结果表明：采矿船空载90°浪向,推进器不同失效模式对于纵荡运动影响远小于对横荡和艏摇运动影响,船艉单推进器失效对于纵荡和艏摇动力定位的影响大于两个推进器失效影响;对于采矿船多自由度运动动力定位两个推进器失效大于单推进器失效影响;一侧两个推进器或两侧推进器同时失效,对动力定位的影响相同,对于横荡运动的影响最大。本文揭示了深海采矿船推进器失效对于采矿船运动的影响程度和机理,对于深海采矿船的安全作业具有指导意义。 相似文献
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海洋石油气开采向着更深的水域和更恶劣的环境进军,随着水深的增加,传统的锚泊定位系统因锚链重量的增加和平台甲板可变载荷的减少已不能满足深水海洋石油气勘探开采装置的定位要求,代之以数字计算机控制技术的动力定位系统(DP3)。其通过不断地检测平台实际位置与目标位置的偏差,产生控制指令并通过控制系统分配到对应的推进器上,使平台保持在设定的位置上或沿设定的轨迹运动。针对某3 000 m深水半潜式钻井平台项目,对DP3动力定位系统的设计和应用进行了介绍,并对平台的动力定位系统和辅助系统进行了FMEA分析。 相似文献
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深海采矿作业中,由于海底软泥稀软,采矿机器人极易打滑,以及海底地形、海流等干扰,采矿机器人容易偏离预定路径。针对采矿机器人的海底作业过程中路径跟踪问题,设计并分析了深海采矿机器人的路径跟踪控制系统。首先提出了艏向控制实现采矿机器人路径跟踪的控制算法,通过采矿机器人与当前目标点相对位置计算采矿机器人的目标艏向角,后基于运动学模型建立模糊比例积分微分(PID)的控制方法控制采矿机器人两侧转速差值进而控制采矿机器人艏向,从而使机器人按目标路径行走;同时为了防止输入过大引起打滑,基于动力学模型数值分析了采矿机器人主动轮角加速度与打滑率之间的关系,采取限制主动轮角加速度方式防止采矿机器人过度打滑;最后通过Matlab/Simulink建立系统模型对系统进行仿真分析。仿真结果表明,该控制算法能够良好地完成采矿机器人的路径跟踪任务。 相似文献
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以7 000 m载人潜水器的工程需求为背景,以水下单目摄像机为视觉传感器,进行了水下机器人动力定位方法研究。该动力定位方法利用视觉系统测量得到水下机器人与被观察目标之间的三维位姿关系,通过路径规划、位置控制和姿态控制分解,逐步使机器人由初始位姿逼近期望位姿并最终定位于期望位姿,从而实现了机器人的4自由度动力定位。通过水池实验验证了提出的动力定位方法,并且机器人能够抵抗恒定水流干扰和人工位置扰动。同时,该动力定位方法还可以实现机器人对被观察目标的自动跟踪。 相似文献
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为研究系泊状态下动力定位船舶与码头及缆绳间的耦合作用,采取凝集质量法计算系泊缆索有效张力,设置弹簧阻尼单元用以计算码头碰垫间的非线性反力,应用比例-积分-微分控制系统(PID)进行推力控制。在系泊状态下,以动力定位船舶和无动力定位船舶为研究对象,分析了耦合系统中侧推器对消除因一阶波浪载荷而引起的船舶运动影响的作用;针对动力定位船舶,讨论了码头-缆绳及目标位置两个因素对动力定位船舶的定位能力及侧推器性能的影响。结果表明,在选取合理目标位置的情况下,耦合系统中的侧推器性能及动力定位船舶的定位能力均得到了有效提高。 相似文献
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-Dynamic interaction characteristics of the model deeply embedded platform and foundation soil are studied by means of dynamic substructuring interface transformation synthesis and dynamic condensation. The theoretical analysis, computer programs and practical examples are presented; and the results are compared with those obtained by statical condensation method and finite element method. 相似文献
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Tian-Le Liu Wen-Bing Wu Bin Dou Guo-Sheng Jiang Shu-Hui Lü 《Marine Georesources & Geotechnology》2017,35(1):8-16
A new analytical model is presented to analyze the dynamic stress diffusion effect of pile end soil on the vertical dynamic impedance of the pile. The surrounding soil of the pile is modeled by using the plane strain model and the pile is simulated by using one-dimensional elastic theory. Finite soil layers below the pile end are modeled as conical fictitious soil pile with stress diffusion angle which reflects the dynamic stress diffusion effect of pile end soil. By means of the Laplace transform and impedance function transfer method, the analytical solution of the vertical dynamic impedance at the pile head in frequency domain is yielded. Then, a comparison with other models is performed to verify the conical fictitious soil pile model. Finally, based on the proposed solution, the selected numerical results are compared to analyze the influence of dynamic stress diffusion effect for different design parameters of the soil-pile system on the vertical dynamic impedance at the pile head. 相似文献
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混凝土动态压缩试验及其本构模型 总被引：7，自引：0，他引：7
按照地震荷载作用的速率范围，利用最新研制和改造的大型混凝土静，动试验系统，进行了4种数量级加载速率下混凝土轴向压缩试验，测得了混凝土动态强度，弹性模量，泊松比及应力-应变关系，根据加载条件和混凝土静，动态试验结果间的关系，建立了混凝土的动态本构模型，为地震区的混凝土结构，海上混凝土采油平台和核防御壳等结构受动荷载作用的分析提供参考。 相似文献
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为研究北部湾地区海砂填料的动力特性，采用高级动态三轴测试系统开展循环荷载下的动三轴试验，研究不同围压及不同动应力幅值对海砂动力特性的影响规律。试验结果表明：轴向累计应变随围压增加而减小，围压150 kPa时振次10 000后应变仅为3%；随着动应力幅值的增大轴向累积应变随之增大，且达到破坏标准的时间越短。动弹性模量随着动应力幅值和围压的增加而增大，不同围压下动弹性模量随动应变的增加出现先骤减再略减后稳定的发展趋势，εd>0.3%后开始趋于稳定；不同动应力幅值下动弹性模量出现先增后减直至稳定的趋势，其中动应力幅值对动弹性模量有明显的影响，围压影响相对较小。孔压比随动应力幅值增加而减小，随围压增加而增加。 相似文献
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Jiang Kaihui Yao Minglun Lecturer Tianjin University Tianjin Professor Tianjin University Tianjin 《中国海洋工程》1994,(1)
-This paper presents the research results of dynamic pore water pressure and the characteristics of dynamic deformation of saturated soft clay and the factors affecting the dynamic pore water pressure and dynamic deformation. Dynamic triaxial compression tests are carried out and the soil samples used in the tests are remoulded clay from the seabed of the Bohai Bay. The paper also deals with the dynamic deformation mechanism of saturated soft clay foundation without drain. A calculation model for permanent dynamic deformation of saturated soft clay foundation has been established. 相似文献
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油气成藏动力学:涵义、方法与展望 总被引：3，自引：0，他引：3
介绍了油气成藏动力学产生的背景、与含油气系统的关系及其内涵、研究内容及不同类型的划分方案，并在此基础上详细剖析了成藏动力学条件、成藏动力学的动力源及其相关研究技术。最后对成藏动力学的发展提出展望。 相似文献
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研究了连续变量函数的全局最优化问题 ,给出了动态隧道方法。该动态隧道方法由局部搜索和动态隧道 2个阶段构成。在局部搜索阶段用了动态系统方法。对全局最优化问题的实例进行了数值实验 ,数值结果表明了该方法的稳健性和有效性。 相似文献
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驳船横荡运动下海洋立管的动力响应 总被引：1，自引：0，他引：1
海洋浮式生产系统下立管的受力情况复杂,国内的研究大多集中于两端固支或简支的情况。本文则以水面驳船的横荡运动作为立管上端的动力边界条件,将Matteo Luca Facchinetti的尾流振子模型与考虑外流涡激振动作用下海洋立管运动微分方程相结合,得到管道与流体的耦合振动方程,用Hermit插值函数将方程进行有限元离散,并用Newmark时程分析法及迭代法求解,得到管道各点的位移时程曲线。结果表明:立管的振动频率主要由上端驳船的运动频率所确定,随着驳船运动频率的增加,立管中点的位移幅值先增加后减小;在有动边界存在的条件下,改变外流流速对立管中点的位移幅值影响不大。 相似文献