考虑输入饱和的锚泊辅助动力定位滑模控制
2021-07-13王元慧李子宜张潇月张晓云
哈尔滨工程大学学报 2021年7期
王元慧,李子宜,张潇月,张晓云
(1.哈尔滨工程大学 智能科学与工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150001;2.哈尔滨船舶锅炉涡轮机研究所, 黑龙江 哈尔滨 150078)
浮式生产储油卸油船(floating production storage and offloading, FPSO)集开采、生产、储存、运输为一体[1],具有经济灵活、开采风险低;建造周期短,质量高;建造成本不受环境影响;生产模块调换灵活;适应范围广等优点[2],已成为当前主流的海洋油气开发平台。内转塔式系泊FPSO适用于较恶劣的海况和深水海域[3],可采用传统抛锚和现代动力定位相结合的锚泊辅助动力定位系统,有效地减少动力定位推进器的能耗,有望实现全天候、绿色、安全、高效的定位[4],因此本文以内转塔式系泊FPSO为研究对象。
FPSO锚泊辅助动力定位系统凭借其在海洋工程领域广阔的应用前景得到了国内外学者的关注[5-6]。夏国清等[7]针对锚泊辅助动力定位系统,使用隐式广义预测控制算法提高了混合定位系统的定位精度。Nguyen等[8]提出了一种用于锚泊辅助动力定位系统的设定点追踪算法,它是通过使系泊张力与变化的外界环境平衡,自动计算位置设定点,从而使船舶在该点工作时,系泊系统被充分调用,最大限度地减小使用推进系统。并在此基础上设计了可以应对不同海况的锚泊辅助动力定位控制器。Fang等[9]在设定点追踪算法的基础上进行了改进,能够确保每一根缆绳的系泊张力都在安全界限内。Berntsen等[10]将表征缆线安全的可靠性因子引入动力定位控制器设计,设计的反步控制器不仅可以避免锚链断裂威胁FPSO安全,还减少了推进器的消耗。……
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