动力定位系统在海上作业中的应用
船舶闭合模式二级动力定位系统的研究和应用
１ 引 言
动力定位系统 ，能在最大环境条件下 ，使船舶 的位置和
能力高 、安全更 可靠 的优点 ，将成为船东优先选择的方 向保持的动力定位系统 ，能在最大环境条件下 ，使船舶
案 。
的位置和航 向保持在限定范围 源自 ＤＰ２是指船舶装备一套集控手操和 自动航 向保持 的
２ 动 力定位 系统定 义
动力定位系统 ，另外还有一套独立的集控手操和 自动航
动力定位系统的工作原理是 ：应用计算机对采集来 的风 、浪 、流等环境参数 ，根据位置参 照系统提供 的位 置 自动地进行计算 ，控制各个 推力器 的推力大小 ，保持 船舶定位不漂移。
断开模式 动力定位系统 的发电机故 障不需要特别分
警或停车等 ），则要求ＤＰ控制系统发出减螺距信号给侧 析 ，但合排模 式的动力定位系统是重点分析对象之一 ，
推 ，待备用发 电机起动和并联￣Ｉ］ＭＳＢ后才恢 复到正 常螺 调 速器 的命 令信 号 和反馈信 号输 出到主配 电板ＰＭＳ系
距 ，这个降螺距 的信号 只有几十秒 ，而如果是断开模式 统 ，ＰＭＳ系统对 电网无功和有功监测和控制 ，判断是否
ＧＵＡＮＧＤＯＮＧ ＳＨＩＰＢＵＩＬＤＩＮＧ 广 东 造船 ２０１６年第 ２期 （总第 １４７期 ）
船舶 闭合模式二级动力定 位系统 的研究和应用
王小 林 ，李 美 玲２
（１．广新海事重工股份有限公司 ， １１１５２８４３７；２．广州顺海造船有限公司，广， ｝Ｈ５１１４４Ｏ）
船舶动力定位系统在海洋工程中的应用
海 洋 蕴 藏 着 极 其 丰 富 的 油 气 资 源 ，海 ２ ０ 个 。 专 家 指 出 ， 随 着 海 上 石 油 勘 是 一个 计 算机 化 的 船舶 自动 定 位和 艏 ００
洋 中 的大 陆架 和大 陆坡 是 海洋 沉 淀物 探 技 术 的 不 断 改 进 ， 世 界 石 油 生 产 的 向控制 系统， 它使 用来 自电罗径 的艏 向
有 功 能 的 能 力 。冗 余 可 以用 安装 多 重 有
标 准 与实 践
Ｓ ＴＡＮＤＡＲＤＳ ＆ ＰＲＡＣＴｌ ＣＥ
重 心 将 不 断 移 向深 水 海 域 ， 那 里 将 是
未来获取油气 资源 的主战场 。 世界各 国对 石油天然气资源的争夺 重 点已从陆地转 向了海洋，海 洋油气勘 探正 由浅海 向深 海过 渡，要求 与之配套
的 海 洋 平 台 工 作 船 逐 步 往 大 型 化 、规 模 化 方 向发 展 ， 以适 应 不 同水 深 条 件 的作
６ 船舶标 准化 工程师 ２ １／ ０ ０ ４ ０
２１３Ｄ 的 分 级 ．． Ｐ
，
国际海 事组织 （Ｍ ）对Ｄ 规 定 了 Ｉ０ Ｐ ３ 设 备 等级 ：１ 、２ 和 ３ 。各 国 种 级 级 级 船 级 社 据 此 制 定 了 各 自 的 等 级 和 入 级
符 号 。 中 国 船 级 社 （ ＣＳ） 规 定 了 Ｃ
业海 况，切实提升海洋石油勘探开发的 能力和保证平 台作业 安全 ，全 面强化海 洋石油钻井平 台的远距离拖带 、供应和 守护、环境保护 、及恶劣海况条件下 的
救助和应变能力 。
１２ 深 海 区域 作业 （ 深 １ ０ 米 以 ． 水 ００
上 ），海 况 更为 恶 劣 ，作业 难度 、作 业 风 险更 大 ，常 规性 的 海洋 平 台工 作 船 因不 配备 船舶 自动动 力定 位 （ Ｐ Ｄ）
浅析船舶动力定位系统的组成及应用
浅析船舶动力定位系统的组成及应用发布时间：2022-12-19T07:56:40.231Z 来源：《科技新时代》2022年12期作者：陈龙韩朋刚刘欢蒙亚东只升震[导读] 船舶动力定位是在船舶需要定在某一坐标点时不在需要传统的定位锚机来固定，而是依靠一定的参考系统，如DGPS、罗经等，利用船舶自身的动力可以自动的维持在地球上的某一坐标点，这时DP控制系统依靠参考系统反馈回来的位置信息，风和流信息以及外力的信息，自动去控制主推进器，舵机，侧推等动力设备，维持在这个设定坐标点，这就是动力定位的简单解释。
（安装公司海洋石油202船）摘要：船舶动力定位是在船舶需要定在某一坐标点时不在需要传统的定位锚机来固定，而是依靠一定的参考系统，如DGPS、罗经等，利用船舶自身的动力可以自动的维持在地球上的某一坐标点，这时DP控制系统依靠参考系统反馈回来的位置信息，风和流信息以及外力的信息，自动去控制主推进器，舵机，侧推等动力设备，维持在这个设定坐标点，这就是动力定位的简单解释。
由于动力定位船舶的机动性、高效性，动力定位系统被广泛应用于海底管线检修，海洋电缆铺设、海洋石油平台守护、海洋钻井船、水下机器人跟踪、海底管线埋设等。
本文对工程船舶动力定位系统组成及作用进行分析。
关键字：动力定位参考系统自动控制工程船舶Abstract：This article is mainly about the Dynamic Position System, this system is different from the traditional position winch system. It depend on the DGPS, Gyro, Reference system, using the ship’s own ability hold a set position. The DP control system using the Reference system, calculate the external result forces, automatic control the thrusters, rudders to generate a opposite force, in order to keep the DP Ship positioning .Because of the better flexible and maneuvering, The DP control system is used more and more in the Marine Engineering construction. This article is mainly about the Dynamic Position System and the function.Key Words: Dynamic Position Reference System Automatic Control Engineering Ship1．动力定位系统工作原理的简单介绍20世纪60年代，随着海洋石油开发的需求，动力定位概念开始出现，美国Honewell公司将动力定位系统于1961年应用于第一条动力定位船舶CUSS1；近年来，随着海洋石油逐步走向深蓝，国际上各海洋石油公司发展目标、战略重心逐步转向深海领域；在海洋工程船舶的投资发展方向都是动力定位船舶，而动力定位系统是必不可少的利器。
动力定位系统DPS在海洋工程中的广泛应用
随 着 技 术 的 不 断 发 展 ， 力 定 位 系 统 的安 全 性 动
能和动力控制性能得 到很 大提高．
收 稿 日期 ：０ ００ －６ ２１－ ２ ４
作者简介 ： 钱
炜 （９ １） 男 ， 科 学 历 ， 事 海 洋 工 程 电 气 建造 １８ 一 ， 本 从
技术 篇
２１ ０ ０年
动 力 定 位 系统 Ｄ Ｓ在 海 洋 工 程 中的广 泛 应 中远 船 务 工 程 有 限 公 司 ， 通 南 南
Ｗ ｉ ｅ ｙ Ａｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｏ ｄ ｌ ｐ ｉ ｔｏ ｆ ＤＰＳ ｉ ｃ ａ Ｅｎ ｉ ｅ ｒ ｎ ｃ ｎ Ｏ ｅ ｎ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ
ａ ｎ的操 作 ． ｒｉ
推 进 装置 可 设 计 为 全 回转 推 进 器 ， 例如 ｚ型推 进 、Ｓ ＳＰ 推进 等 ． 般 各 推 力 器 的工 作 组 合 应 产 生 横 向 、 向 一 纵 推力 及 回转 力 矩 ．
推力器 的 自动控制
推 力 器 的 自动 控 制 是 人工 将 给定 的船 位 、 向输 艏 入 到 控 制 器 中 ， 推力 器根 据 指 令 自动 地 将 船 舶 调 整 由 到 期 望 的 船 位及 艏 向 ， 并加 以保 持 ．
位系统可分为 ３级 ， 船级社对定位 系统 等级 的划 分见
图 １ ．
器 系统 和动力定位 控制系统．
１ １ 动 力 系统 ．
动力系统是给整个 动力定 位系统提供屯力 的． 一 般 的船舶 电站 可兼 作 动 力 系统 ， 应 满 足一 些 特殊 但
要求 ． １２ 推 力 器 系统 ． 推 力 器 系统 是 动 力 定 位 系 统 执 行 部 分 ， 用 电 动 常 机或 柴油机驱动的推进器．
船舶动力定位系统的使用
据此，我们只能针对现实的海况条件和动力定位系统 的特点找出新的使用方法。 海上的风和海流等外界作用力在一定时间内是相 对稳定的，变化很慢。若船只横向受到风和海流的作用 时，会产生很大的侧压力，船只欲保持原位，控制系统 会向首尾侧推发出指令给予反向补偿，需要很大的负 荷才会产生效果，而首尾侧推的推力与主推进器相比 很小。若是船只受到纵向的风和海流作用时，对于船只 的侧压力很少，只有前后的作用力，此时，动力定位的 控制系统只需向可变螺距桨发出很小的补偿指令，即 可抑制船舶的移动，达到保持指定船位的效果。因此， 选择船只纵向顶风、流停船控位较为理想，考虑到船舶 主机在设计时，允许进车负荷比倒车负荷大很多，所以 选择船首方向顶风、流的合力方向停船最为理想。
＊注：基金项目：上海市教育委员会科研项目（２００４０９７）
６任松涛．浅谈船舶自动识别系统一ＡＩＳ【Ｊ】．浙江交通职业技术学院
学报．２００２（３） ７中国船级社．船舶自动识别系统检验指南（ＡＩＳ）【ｓ】．人民交通出版 社，２００３ ８赵劲松．王逢辰等编．船舶避碰学原理［Ｍ】．大连海事大学出版社，
１９９９
船舶动力定位系统具有定点控位、水下目标跟踪 与自动循迹航行能力。水下目标跟踪应用在水下机器 人的作业过程中，自动循迹航行则是在高速航行时的 一种控制方式，对于船舶的首尾侧推负荷要求不高。在 实际应用中，定点控位功能适用的场合最为广泛。 在几千米水深的大洋中进行海洋调查作业时，需 要把调查设备悬挂在钢缆或铠装电缆的端部，停船向
５结束语
２００１
参考文献 １吴兆麟编．海上避碰与交通安全研究［Ｍ】．大连海事大学出版社， ２中华人民共和国海事局．１９７４年国际海上人命安全公约第Ｖ章航行
安全及其相关导则【Ｍ】．大连海事大学，２００２ ３中国船级社．国际海事组织第７９届海上安全委员会情况介绍（上） 【Ｚ】．中国船级社，２００４
动力定位系统在现代船舶中的应用
动力定位系统在现代船舶中的应用摘要：近些年来，西方国家对于船舶动力定位系统加大了研究力度，使该行业发展十分迅速，不仅对于军用船舶，民用船舶上也开始大面积运用。
中国的技术人员也意识到了动力定位系统的重要性，我国也自主研制了第一艘采用动力定位系统的大型船舶，它主要被用于远洋科考，并被命名为“大洋一号”。
自从“大洋一号”装备了动力定位系统，各方面性能都得到了很大的提升，现已成为具有国际顶尖水平的现代化远洋科学考察船，这次理论实践对中国的船舶动力定位技术研究有着十分重要的意义，很多参数在实践中得到了验证。
文章以“大洋一号”为研究对象，较详细地介绍了动力定位系统的相关研究现状，毫无疑问，这些实践中得到的数据是极其珍贵的，这为以后船舶动力定位系统的向前发展提供了重要的科学依据关键词：船舶、舰船工程；船舶动力定位；船舶设计；科学考察船现代计算机技术发展迅猛，这使得很多工程船上都采用了船舶动力定位系统。
这些船舶有一个共同的特点，那就是在进行工作时必须将船位维持在一个规定的区间内。
近年来，该系统在新建的港作船上也被大规模运用。
笔者在此就借助“大洋一号”为载体，系统的介绍了动力定位系统的运用。
据了解，“大洋一号”自装备动力定位系统的第二年开始，就一直在进行海洋调查工作。
1“大洋一号”船动力定位系统简介该动力定位系统主要由三部分组成，他们分别是测量系统、控制系统和推进装置。
我们以其中控制系统为例进行介绍，第一步，控制系统会接收到由测量系统传递出的位置等信息，之后，安装在计算机上的控制系统会对船上各个推进装置进行调控，用以应对船体航行时遇到的各种干扰（诸如大风大浪等），目的是使船舶维持它所要求的位置和航向。
必须得具有在某一位置进行定点和对水下目标进行精确追踪的能力。
2动力定位系统的作用在很多时候，由于任务的需要，必须要在某一位置上做一段时间的精确停留，这就必须要依靠动力定位系统去实现，就是进行定点控位的主要作用；其次，对于当前的大量深海取样任务而言，它的工作均为可视化的。
基于事件触发机制的动力定位系统神经自适应控制
基于事件触发机制的动力定位系统神经自适应控制动力定位系统（Dynamic Positioning System，简称DP系统）是一项广泛应用于船舶、海上平台等大型海洋结构中的先进技术。
它采用多个推进器和传感器，通过自动控制船舶的位置和方向，使其能在海上保持稳定，以满足作业需求。
然而，传统的DP系统往往存在控制精度低、适应能力差等问题。
为了解决这些问题，研究人员提出了基于事件触发机制（Event Triggered）的神经自适应控制方法。
一、动力定位系统简介动力定位系统是一种通过推进器和传感器组合，实现船舶定位的技术。
它通过计算船舶与目标位置的误差，自动控制推进器的工作以保持船舶在目标位置附近的稳定。
传统的动力定位系统通常采用PID （Proportional-Integral-Derivative）控制器，但这种控制器在复杂的海洋环境中表现欠佳。
二、事件触发机制在神经自适应控制中的应用事件触发机制是一种通过事件触发的方式来减少系统计算量的方法。
在动力定位系统中，事件触发机制可以基于系统误差的大小来触发控制器的更新。
在传统的动力定位系统中，控制器在每个离散时间步长都会更新状态，而事件触发机制可以根据需要来更新状态，大大降低了计算量并提高了系统的响应速度。
神经自适应控制是一种通过神经网络来学习系统模型和控制策略的方法。
在传统的神经自适应控制中，神经网络的参数是连续更新的，而事件触发机制可以选择适当的时间点来更新神经网络的参数，减少了计算量并提高了系统的自适应能力。
三、基于事件触发机制的动力定位系统神经自适应控制算法基于事件触发机制的动力定位系统神经自适应控制算法主要分为以下几个步骤：1. 系统建模：根据实际应用需求，建立动力定位系统的数学模型，包括船舶动力学方程、环境力模型等。
2. 神经网络设计：设计适当的神经网络结构，并初始化神经网络的参数。
3. 事件触发条件确定：根据系统的误差和触发条件的定义，确定事件触发条件，如误差超过一定阈值时触发更新。
动力定位的名词解释
动力定位的名词解释动力定位是一种技术手段，通过使用推进系统组合和姿态控制系统，使船舶、深潜器或无人潜水器能够在海洋中精确地定位并保持合适的位置。
它是一项关键的海洋工程技术，广泛应用在海洋科研、海洋石油勘探、海底管道铺设、海底救援等领域，为人类在海洋环境中开展各种活动提供了重要的支持。
一、动力定位的基本原理动力定位的基本原理是通过利用船舶或潜水器上的推进系统和姿态控制系统，根据外部环境的变化实时调整，以保持船舶或潜水器的位置和方向稳定。
推进系统能控制船舶或潜水器的位置和运动速度，常用的推进系统包括船舶的推进螺旋桨和潜水器的水动力推进器。
当环境变化导致船舶或潜水器偏离目标位置时，推进系统会相应地调整船舶或潜水器的推进力，使其回到目标位置。
姿态控制系统用于控制船舶或潜水器的姿态，包括船舶的舵机和潜水器的姿态控制锚。
当环境变化导致船舶或潜水器产生偏航、横倾或纵倾等姿态变化时，姿态控制系统会相应地通过调整舵角或改变锚点位置来保持船舶或潜水器的稳定姿态。
二、动力定位的关键技术1. 定位系统动力定位依赖于先进的定位系统来获取船舶或潜水器的当前位置信息。
常用的定位系统包括全球定位系统（GPS）、惯性导航系统（INS）、声纳测距系统和激光测距系统等。
借助这些系统，船舶或潜水器可以获取准确的位置信息，并通过与目标位置进行比对，实现精确的定位和控制。
2. 船舶或潜水器的动力系统动力定位需要可靠、高效的动力系统来提供推进力。
船舶常使用内燃机、电动机或涡轮机等推进设备，而潜水器则通常采用水动力推进器。
这些动力系统能够根据实时的环境变化，精确地调整推进力，使船舶或潜水器能够保持目标位置的稳定性。
3. 自适应控制算法自适应控制算法是动力定位的核心技术之一。
通过传感器监测环境变化和目标位置信息，控制算法可以实时调整推进系统和姿态控制系统，以实现船舶或潜水器的精确定位。
自适应控制算法能够根据环境的复杂性和实时需求，快速响应并调整系统参数，以适应不同情况下的定位需求。
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动力定位系统在海上作业中的应用引言:
海洋是人类探索和开发的宝贵资源，而海上作业是海洋开发中必不可少的一项
重要工作。
为了确保海上作业的顺利进行，提高作业效率和安全性，动力定位系统在海上作业中得到了广泛应用。
本文将重点探讨动力定位系统在海上作业中的应用，并分析其在提高作业效率和减少事故发生方面的优势。
一、动力定位系统的基本原理和组成
动力定位系统是一种通过操纵船舶的推力和方向来维持船舶在指定位置及方向
上的系统。
它由定位传感器、控制系统和推进器组成。
定位传感器一般采用全球定位系统（GPS）、激光测距、惯性导航系统等技术，用于测量船舶的位置和姿态；
控制系统根据定位传感器的数据实时计算出推力和方向，并通过推进器调整船舶的运动；推进器负责为船舶提供动力和操控。
二、动力定位系统在海上作业中的应用
1. 海上测量和科学考察
动力定位系统在海洋测量和科学考察中发挥着重要作用。
科研船需要在海上进
行测量和采样，传统的锚泊方式可能使得科研设备偏移，造成数据不准确；而动力定位系统可以实时控制船舶的位置，确保仪器采集数据的准确性。
此外，科研船在海上进行长时间的考察时，动力定位系统可以根据海况和气象变化自动调整船舶的位置和姿态，为科学考察提供更稳定和安全的工作平台。
2. 海上钻井和海底施工
在海上进行钻井和海底施工工作时，动力定位系统提供了关键的定位和维持船
舶姿态的功能。
钻井平台需要确保井口与目标位置保持一致，动力定位系统可以实
时调整船舶的位置和姿态，减少因波浪和海流引起的位置偏移。
此外，动力定位系统还可以确保钻井平台与油井保持稳定的连接状态，防止钻井过程中发生危险事故。
3. 海上风电场建设和维护
随着海上风电场的发展，动力定位系统在海上风电场的建设和维护中扮演着重
要角色。
海上风电场的风机需要准确地定位在指定的位置，动力定位系统可以及时调整船舶的位置和姿态，保持风机与电缆的连接稳定。
同时，动力定位系统可以增加风机维修人员的作业舒适性和安全性，减少事故发生的风险。
三、动力定位系统的优势
1. 提高作业效率
动力定位系统可以实现自动化操作，通过精确的定位和姿态控制，减少作业时
间和能源消耗。
传统的锚定方式需要时间和人力成本较高的操作，并且容易受到海流、风力等因素的影响；而动力定位系统可以根据实时的海况和气象变化自动调整船舶的位置和姿态，大大减少了作业时间和成本。
2. 提高作业安全性
动力定位系统可以根据传感器的数据实时调整船舶的位置和姿态，随时应对海
况和气象变化。
传统的锚泊方式容易受到海流、风力等因素的影响，容易造成船舶偏移和事故发生；而动力定位系统可以确保船舶保持在指定的位置和姿态上，减少事故发生的概率，提高作业安全性。
3. 促进海洋开发
动力定位系统的应用可以促进海洋资源的开发和利用。
通过提高作业效率和安
全性，动力定位系统可以降低海洋工程的开发成本，推动海洋工程的发展。
同时，动力定位系统可以使海上作业更加精确和可控，减少对海洋生态环境的影响，保护海洋生态系统的完整性。
结论：
随着海洋经济的快速发展，动力定位系统在海上作业中的应用也得到了广泛推广。
动力定位系统通过精确的定位和姿态控制，提高了海上作业的效率和安全性，同时促进了海洋资源的开发和利用。
未来，随着技术的不断创新和发展，动力定位系统在海上作业中的应用将进一步完善和推广，为海洋经济的可持续发展做出更大的贡献。