1、經(jīng)濟的飛速發(fā)展對資源的需求與陸地資源的逐漸消耗殆盡，使得人類逐漸將資源開發(fā)和探索的目光轉(zhuǎn)向浩瀚海洋。動力定位船是海上資源勘探和采集的主要裝置，動力定位船是裝備了動力定位系統(tǒng)的水面船以及海洋浮式結(jié)構(gòu)裝置的統(tǒng)稱。動力定位船的海上作業(yè)不同于陸地的作業(yè)，時刻可能遭遇風(fēng)、浪、流等惡劣的工況。動力定位系統(tǒng)通過測量子系統(tǒng)測得的環(huán)境信息反饋信號來控制推進器系統(tǒng)主動抵抗風(fēng)、浪、流等環(huán)境因素作用于動力定位船的作用力，使動力定位船能夠保持在固定的位置或預(yù)設(shè)的

2、軌跡上。為了能抵御惡劣的工況，推進負(fù)載一般都容量較大，幾乎占了全船總電力負(fù)荷的80％，同時推進負(fù)載的波動性很大。因此，研究動力定位船的推進負(fù)載限制及功率管理對保障動力定位系統(tǒng)的高安全性和高可靠性有重要的意義。
　　 為了保障動力定位船的高安全性和高可靠性，本論文以5萬噸半潛式升降運輸船為母型船，對動力定位船的推進負(fù)載限制及功率管理進行了研究，論文主要內(nèi)容如下：
　　 1.首先，為了提出和驗證基于電力推進系統(tǒng)的在線可用功率

3、的推進器負(fù)載限制及功率管理的推進器過載保護策略，本文做了動力定位船電力推進系統(tǒng)的前置研究，這包括動力船電力系統(tǒng)船電力推進系統(tǒng)的配置以及特點。由算法驗證需求出發(fā)，分析了并建立了動力定位船的柴油機.調(diào)速器子系統(tǒng)模型、發(fā)電機及勵磁子系統(tǒng)模型；在此基礎(chǔ)上分析給出了電力推進系統(tǒng)的在線可用功率的計算方法；另一方面，為了模擬推進器驅(qū)動系統(tǒng)負(fù)載的動態(tài)波動特性，論文對動力定位船常使用的異步電機進行了數(shù)學(xué)模型的建立，并對其空間矢量PWM調(diào)速進行了研究分析；

4、最后，將所有相關(guān)模型都使用Matlab/Simulink搭建了仿真模塊，并整合成了整個動力定位船的電力推進系統(tǒng)，為算法的研究搭建了仿真平臺。
　　 2.其次，在建立的推進器驅(qū)動系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上，并考慮到推進器螺旋槳與驅(qū)動系統(tǒng)間的傳遞效率以及螺旋槳本身的負(fù)載特性和推力轉(zhuǎn)矩?fù)p失因素的影響，重點對基于電力推進系統(tǒng)的在線可用功率的推進器負(fù)載限制方法以及相關(guān)的濾波處理做了詳細(xì)設(shè)計，最終計算出優(yōu)化后的每個推進器最大允許轉(zhuǎn)速給定值和最大允許推

5、力給定值。
　　 3.針對動力定位船推進器過載保護的另一措施：推進器功率監(jiān)控管理，論文使用VC＋＋編寫推進器功率監(jiān)控軟件。通過對功力監(jiān)控管理軟件的總體架構(gòu)設(shè)計，以及數(shù)據(jù)通信設(shè)計、監(jiān)控界面制作、數(shù)據(jù)處理和推進器負(fù)載限制算法嵌入，實現(xiàn)了將Simulink仿真模型中的數(shù)據(jù)導(dǎo)入功率監(jiān)控軟件，進行功率實時監(jiān)控和過載報警功能。
　　 采用Simulink建立的仿真模型和VC＋＋編寫的監(jiān)控仿真軟件集成測試的仿真結(jié)果證明了基于可用功率的