發(fā)布時間：2020-11-22 09:03

　　 傳統(tǒng)工程船舶錨泊定位系統(tǒng)的定位過程主要通過人工視距判定和GPS導(dǎo)向,定位周期長,受到潮汐影響,需要多次修正,人員勞動強度大、定位成本高;另外,在定位過程中,鋼繩收放需要人工執(zhí)行:鋼繩過度張緊,容易移錨、損害設(shè)備甚至造成人身安全;鋼繩松軟,造成重復(fù)定位和修正次數(shù)增大,效率降低。基于傳統(tǒng)工程船錨泊定位系統(tǒng)的缺點,提出基于電液控制的錨泊定位系統(tǒng)新方案。本文以東海淺海探礦船的錨泊定位系統(tǒng)為背景,在傳統(tǒng)探礦船的錨泊定位系統(tǒng)基礎(chǔ)上,引入了電液控制系統(tǒng)來控制錨機錨鏈的收放,再配合GPS控制系統(tǒng)對探礦船位置實時監(jiān)控,實現(xiàn)程控自動定位。本文首先對國內(nèi)外工程船舶錨泊定位技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀進行了綜述,介紹了四錨定位系統(tǒng)的工作原理,由于錨機在四錨定位控制系統(tǒng)中是不可或缺的重要組成部分,對錨泊設(shè)備及其分類進行了簡要敘述。其次詳細介紹了在VC下實現(xiàn)對GPS全球定位系統(tǒng)信息的接收以及其定位參數(shù)的提取。由于工程船舶施工定位結(jié)果為地方坐標系下的平面坐標,需要對GPS坐標進行一系列的坐標轉(zhuǎn)換,因此給出定位數(shù)據(jù)坐標轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換算法,重點建立各步驟坐標轉(zhuǎn)換模型及其程序的實現(xiàn)。然后對四錨定位系統(tǒng)做了方案設(shè)計,針對控制領(lǐng)域就PID控制進行了理論介紹,簡要介紹了他們的設(shè)計方法,并用C++實現(xiàn)四錨定位系統(tǒng)人機界面的設(shè)計,功能模塊中介紹了工程圖紙的導(dǎo)入及小型CAD的實現(xiàn)。針對傳統(tǒng)錨機不受于工控主機的控制對其進行電氣化改造實現(xiàn)閉環(huán)反饋控制,通過八方位單位矢量的劃分,實現(xiàn)定位運動矢量。
【學(xué)位單位】：浙江海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U664.82
【部分圖文】：

作業(yè)定位精度低，無法大面積覆蓋施工區(qū)域，需要進行施工區(qū)域劃區(qū)域一次拋錨起錨作業(yè)（單次作業(yè)周期增加 4 小時），最大覆蓋區(qū)；自主研發(fā)定位系統(tǒng)的實現(xiàn)，精度的提高對區(qū)域覆蓋和劃分都有所度可得覆蓋區(qū)域達到 0.25km2，減少起錨拋錨周期 75%，施工周期周期的 17%。何實現(xiàn)大面積覆蓋和跨作業(yè)點位移的問題上，將采用四錨發(fā)散拋錨交叉拋錨為發(fā)散拋錨法，對四錨八方向做單位矢量實驗計算，得出、右、右下、下、左下八個方向的單位矢量，作為修正系統(tǒng)中的全船舶駛進施工區(qū)域后拋錨，進行 DGPS 系統(tǒng)計算得出目標矢量值，若干個單位矢量值的修正系數(shù)，系統(tǒng)調(diào)用單位矢量常量，復(fù)合修正。最終通過目標設(shè)定值評定位移精度，完成單次定位。在定位周期機進行數(shù)值運算，以毫秒為單位，對定位周期來看可忽略不計。單過目標設(shè)定值與實際誤差計算得出，每當(dāng)超出±5cm/1km3范圍時，因而單次修正位移矢量值較小，單次定位周期十分短暫。進而進行證了船舶始終在準確的定位點施工作業(yè)。

第二章 工程船四錨定位系統(tǒng)的工作原理2.2 工程船錨泊定位系統(tǒng)介紹錨泊定位系統(tǒng)通常由以下三個子系統(tǒng)組成：（1）傳感檢測系統(tǒng)——用于檢測工程船角度/位置以及其環(huán)境信息等參數(shù)。（2）錨泊系統(tǒng)——安裝在甲板各部分絞車機構(gòu)，產(chǎn)生拉力來拖動工程船移動。（3）控制系統(tǒng)——工控系統(tǒng)根據(jù)由傳感檢測系統(tǒng)所提供的信息來選擇合適的算法控制錨泊系統(tǒng)。工程船錨舶定位整體系統(tǒng)圖如圖 2-1 所示。

1-錨 2-錨鏈 3-錨機 4-液壓管路 5-信號線 6-甲板7-GPS 設(shè)備 8-工控機 9-PLC 控制器 10-液壓電控設(shè)備圖 2-2 四錨定位系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖Fig 2.2 The internal structure diagram of Four Anchor Positioning System2.4 本章小結(jié)本章主要從錨泊系統(tǒng)及其工作原理出發(fā)，簡單的介紹了一下錨泊設(shè)備的分類。針對傳統(tǒng)的定位系統(tǒng)提出了新型的四錨定位系統(tǒng)，并介紹了本文的四錨定位系統(tǒng)控制方式。
【引證文獻】

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1 鄭雅詩;數(shù)據(jù)清洗在多雷達數(shù)據(jù)融合算法中的研究與應(yīng)用[D];北京郵電大學(xué);2018年

本文編號：2894454