船舶动力定位系统简述
船用动力定位DP系统概述(报告精选)
北京先略投资咨询有限公司船用动力定位DP系统概述(最新版报告请登陆我司官方网站联系) 公司网址: 目录船用动力定位DP系统概述 (3)第一节船用动力定位DP系统的定义和分类 (3)一、动力定位DP0系统 (3)二、动力定位DP1系统 (3)三、动力定位DP2系统 (3)四、动力定位DP3系统 (3)第二节船用动力定位DP系统的市场情况 (4)一、动力定位DP1系统的市场情况 (4)1、全球 (4)2、中国 (5)二、动力定位DP2系统的市场情况 (8)1、全球 (8)2、中国 (8)三、动力定位DP3系统的市场情况 (10)1、全球 (10)2、中国 (11)船用动力定位DP系统概述第一节船用动力定位DP系统的定义和分类国际海事组织和国际海洋工程承包商协会将DP定义为动力定位船舶需要装备的全部设备，包括动力系统、推进器系统和动力定位控制系统。
由于海上作业船舶对动力定位系统的可靠性要求越来越高，IMO和各国船级社都对DP提出了严格要求，制定了三个等级标准。
设备等级一（DP1）：在单故障的情况下可能发生定位失常。
设备等级二（DP2）：有源组件或发电机、推进器、配电盘遥控阀门等系统单故障时不会发生定位失常，但当电缆、管道、手控阀等静态元件发生故障时可能会发生定位失常。
设备等级三（DP3）：任何但故障都不会导致定位失常。
DP的分级主要考虑设备的可靠性和冗余度，目的是对动力定位系统的设计标准、必须安装的设备、操作要求和试验程序等作出规定，保证DP安全可靠运行，并避免在DP作业时对人员、船舶、其他设备造成损害。
一、动力定位DP0系统DP0船舶装备一套集控手动操作系统和航向自动保持的动力定位系统（DPS），能在最大环境条件下，使船舶的位置和航向保持在限定范围内。
二、动力定位DP1系统DP1船舶装备具有自动定位和航向自动保持的动力定位系统（DPS），另外，还有一套独立的集控手动操作系统和航向自动保持的动力定位系统，能在最大环境条件下，使船舶的位置和航向保持在限定范围内。
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。
船舶动力自定位原理
船舶动力自定位原理船舶动力自定位是指船舶利用自身动力系统进行定位的技术。
它通过船舶上的传感器感知周围环境，利用定位算法和数据处理技术计算出船舶的位置坐标，并及时更新船舶的位置信息。
船舶动力自定位技术在船舶导航、海洋勘测、海洋科学研究等领域具有广泛的应用。
船舶动力自定位的原理是基于船舶的动力系统和相关传感器。
船舶通常配备有GPS（全球定位系统）、GNSS（全球导航卫星系统）、惯性导航系统（INS）、罗经、声纳等传感器。
这些传感器能够提供船舶的航向、航速、倾斜、加速度等信息。
在船舶动力自定位中，这些传感器的数据是确定船舶位置的重要依据。
在船舶动力自定位中，GPS是一种常用的定位技术。
GPS系统通过接收卫星发射的信号来确定地面或船舶的位置。
船舶上的GPS接收机接收卫星的信号后，通过计算卫星与接收机之间的时间差和卫星的位置信息，可以计算出船舶的位置。
GPS定位的优点是精度高、全球覆盖范围广，但在某些情况下，如天气恶劣、建筑物遮挡等情况下，GPS信号可能不稳定，导致定位精度下降。
除了GPS，船舶还可以利用惯性导航系统进行定位。
惯性导航系统是一种利用加速度计和陀螺仪等传感器来测量船舶的加速度和角速度，从而计算船舶位置和姿态的技术。
惯性导航系统具有高精度、实时性强的特点，但随着时间的推移，由于传感器的误差会累积，导致定位精度下降。
船舶动力自定位还可以利用声纳技术进行定位。
声纳是一种利用声波传播原理进行测距和定位的技术。
船舶上的声纳设备发射声波，当声波遇到物体后会发生反射，船舶上的声纳接收器可以接收到反射回来的声波信号。
通过计算声波的传播时间和声速，可以计算出船舶与物体之间的距离，从而确定船舶的位置。
船舶动力自定位技术的核心是利用传感器的数据进行定位计算。
通过船舶上的传感器获取的数据，结合定位算法和数据处理技术，可以计算出船舶的位置坐标。
定位算法可以根据不同的应用需求选择，如卡尔曼滤波算法、粒子滤波算法等。
数据处理技术可以对传感器的数据进行滤波、校正、融合等处理，以提高定位的精度和可靠性。
动力定位(DP)系统简介
动力定位(DP)系统简介作者：王卫卫来源：《广东造船》2014年第01期摘要：随着海洋工程项目的蓬勃发展，动力定位系统(简称DP系统)的应用已越来越广泛。
本文对DP系统等级、工作原理以及根据船级社不同入级符号的设备配置等作了简单的介绍，希望能够对大家以后的开发设计及生产有所帮助。
关键词：DP；入级符号；特点；工作原理中图分类号：P751文献标识码：AInvestigation of Dynamic Positioning SystemWANG Weiwei( Guangzhou Shipyard International Co., Ltd. Guangzhou 510382 )Abstract: The application of Dynamic Positioning System (DP system) is more and more popular because of development of ocean project. The article introduce the level of DP system, work principle, the requirement of equipment according to different DP notations. I hope it is helpful to exploder, design and production in the future.Key words: DP;Classification notation;characteristic;work principle1前言动力定位系统（Dynamic Positioning System）简称DP系统，是从上个世纪70年代逐渐发展起来的，并逐步由浅水海域向深水海域发展，应用于各种海洋工程、海上科考、水下工程等领域。
随着船舶自动化程度越来越高，DP系统的定位能力以及自动化程度也越来越高，而以上各类领域的工程项目也越来越离不开带有DP系统的海上钻井平台和船舶。
船舶动力定位技术简述（5篇范文）
船舶动力定位技术简述（5篇范文）第一篇：船舶动力定位技术简述1.动力定位技术背景1.1 国外动力定位技术发展目前，国际上主要的动力定位系统制造商有Kongsberg公司、Converteam公司、Nautronix公司等。
下面分别介绍动力定位系统各个关键组成部分的技术发展现状。
1．动力定位控制系统1)测量系统测量系统是指动力定位系统的位置参考系统和传感器。
国内外动力定位控制系统生产厂家均根据船舶的作业使命选择国内外各专业厂家的产品。
位置参考系统主要采用DGPS，水声位置参考系统主要选择超短基线或长基线声呐，微波位置参考系统可选择Artemis Mk 4，张紧索位置参考系统可选择LTW Mk，激光位置参考系统可选择Fanbeam Mk 4，雷达位置参考系统可选择RADius 500X。
罗经、风传感器、运动参考单元等同样选择各专业生产厂家的产品。
2)控制技术20世纪60年代出现了第一代动力定位产品，该产品采用经典控制理论来设计控制器，通常采用常规的PID控制规律，同时为了避免响应高频运动，采用滤波器剔除偏差信号中的高频成分。
20世纪70年代中叶，Balchen等提出了一种以现代控制理论为基础的控制技术-最优控制和卡尔曼滤波理论相结合的动力定位控制方法，即产生了第二代也是应用比较广泛的动力定位系统。
近年来出现的第三代动力定位系统采用了智能控制理论和方法，使动力定位控制进一步向智能化的方向发展。
智能控制方法主要体现在鲁棒控制、模糊控制、非线性模型预测控制等方面。
2001 年 5 月份，挪威著名的 Kongsberg Simrad 公司首次展出了一项的新产品—绿色动力定位系统（Green DP），将非线性模型预测控制技术成功地引入到动力定位系统中。
Green DP 控制器由两部分组成：环境补偿器和模型预测控制器。
环境补偿器的设计是为了提供一个缓慢变化的推力指令来补偿一般的环境作用力；模型预测控制器是通过不断求解一个精确的船舶非线性动态数学模型，用以预测船舶的预期行为。
动力定位系统介绍
动力定位系统介绍1、动力定位系统的产生和发展动力定位系统于上世纪70年代后期由美国海军研制成功，起初主要应用于潜水艇支持船、军用海底电缆铺设等作业。
从上世纪80年代初开始，随着北海油田、墨西哥湾油田的大规模开发，动力定位系统被广泛应用于油田守护、平台避碰、水下工程施工、海底管线检修、水下机器人(ROV)跟踪等作业。
尤其是90年代以来，随着海上勘探开发逐步向深水(500m～1500m)和超深水(1500m以上)发展，几乎所有的深水钻井船、油田守护船都装备了动力定位系统。
据初步估计，目前全世界装备动力定位系统的各类船只已超过1 000艘。
2、动力定位系统简述海洋中的船舶因不可避免的受到风、波浪与水流产生的力的影响，船舶在这些环境外力的干扰作用下，将产生六个自由度(纵荡、横荡、升沉、纵摇、横摇、艏摇)运动，而对于定位船舶而言，需要控制的只是水平面内的三个运动，即纵荡(Surge)、横荡(Sway)和艏摇(Yaw)运动。
使用动力定位控制系统能够抵消那些作用在船体上不断变化的阻力，维持操作员指定的位置与航向，或者使船舶沿着需要的轨迹移动。
动力定位控制系统使用来自一个或多个电罗经的数据来控制船舶航向；至少使用一个位置参考系统（如DGPS或声纳）的数据来控制船舶位置，从而进行船舶定位。
风传感可以测量船舶受到的风阻力的大小和方向，但是海流力和波浪力不是测量出来的，而是由船舶数学模型计算得出。
动力定位中的船舶数学模型是由扩展卡尔曼滤波算法建立的，该算法用于估计船舶航向、位置以及在各个方向运动的自由度：纵荡，横荡与艏摇，它合并了估计海洋水流与波浪影响的算法。
但是该数学模型是无法100％准确代表真正的船舶，因此根据位置参考系与传感器的测量值来不断修正该船舶数学模型，这是一个闭环控制过程。
下图是动力定位系统的控制原理图：动力定位系统可以检测与显示船舶的实际航向和位置与期望的航向和位置之间发生偏离的情况，控制器基于这些信息来控制船舶。
现代船舶动力定位系统的建模研究
现代船舶动力定位系统的建模研究引言：船舶动力定位系统是一种利用现代技术实现船舶精确定位和自主航行的系统。
它通过多种传感器和设备，结合先进的算法和模型，实现对船舶位置、速度和航向等信息的准确监测和控制。
本文将从船舶动力定位系统的建模角度出发，探讨其研究现状和未来发展方向。
一、船舶动力定位系统的模型构建船舶动力定位系统的建模过程主要包括以下几个方面：船舶动力学模型、环境模型、传感器模型和控制算法模型。
1. 船舶动力学模型船舶动力学模型用于描述船舶在不同工况下的运动特性。
它考虑了船舶的质量、惯性、阻力和推进力等因素，以及外部环境的影响。
通过建立动力学方程，可以模拟船舶的运动过程，为船舶动力定位系统提供基础数据。
2. 环境模型环境模型用于描述船舶周围的海洋环境特征，包括海流、海浪、海况等。
通过收集并处理相关数据，可以建立环境模型，为船舶动力定位系统提供准确的环境信息，以便进行精确的定位和导航。
3. 传感器模型传感器模型用于描述船舶动力定位系统中使用的传感器的性能和特点。
不同类型的传感器可以提供不同的信息，如GPS可以提供位置信息，惯性导航系统可以提供姿态信息。
通过建立传感器模型，可以对传感器的测量误差和精度进行评估，从而提高定位系统的精度和可靠性。
4. 控制算法模型控制算法模型用于描述船舶动力定位系统中的控制策略和算法。
它通过对船舶动力学模型和环境模型进行分析和处理，实现对船舶运动的控制和调整。
通过选择合适的控制算法，可以提高船舶的定位精度和稳定性。
二、船舶动力定位系统的研究现状船舶动力定位系统的研究主要集中在以下几个方面：传感器融合技术、自适应控制算法、多智能体协同定位等。
1. 传感器融合技术传感器融合技术是指将多种传感器的测量数据进行融合，以提高定位系统的精度和可靠性。
常用的传感器包括GPS、惯性导航系统、声纳等。
通过融合这些传感器的数据，可以克服单一传感器存在的局限性，提高船舶的定位精度和鲁棒性。
船舶动力定位系统的原理
船舶动力定位系统的原理
船舶动力定位系统的原理主要基于以下几个方面：
1. 全球定位系统（GPS）：船舶动力定位系统通常使用GPS卫星技术来获取船舶的实时位置信息。
通过接收来自多颗卫星的信号，系统可以计算出船舶的经度、纬度和海拔高度等信息。
2. 惯性测量单元（IMU）：船舶动力定位系统还常常配备惯性测量单元，它是一种集成了加速度计和陀螺仪的装置。
通过测量船舶的加速度和角速度等信息，系统可以根据牛顿力学的运动方程计算出船舶的位置和姿态状态。
3. 地面基站和微波测距系统：在一些需要更高精度定位的应用中，船舶动力定位系统可能还会使用地面基站和微波测距系统。
地面基站会发送信号给船舶，而船舶上的接收器会测量接收到信号的时间延迟，从而计算出船舶与基站之间的距离。
通过多个基站的协同作用，系统可以实现更精确的定位。
4. 数据处理和集成：船舶动力定位系统通常会将从各个传感器获取的数据进行处理和集成。
这包括计算出船舶的位置、速度、姿态等信息，并进行滤波和校正，以提高定位的精度和稳定性。
综上所述，船舶动力定位系统的原理是通过GPS技术、惯性测量单元、微波测距系统等多种传感器的协同作用，获取船舶的位置、姿态等信息，并进行数据处
理和集成，从而实现对船舶动力的准确定位。
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船舶动力定位系统简述
摘要：伴随着深海技术的快速进步和发展，动力定位系统在海洋工程上面得到
了广泛的使用。
动力定位系统通过它的控制系统驱动着船舶的推进器来抵消风、
浪还有海流等作用于船上的环境外力，从而能够让船舶保持在确定的位置上或者
是沿着预期设定的航迹上航行。
我通过本文，对于国际海事组织还有国际海洋工
程承包商协会的动力定位系统定义和分级的要求进行了分析，在这样的基础之上，论述了国内外船舶动力定位系统的发展趋势还有它的应用情况，分析了动力定位
系统的组成还有其工作原理，对于动力定位系统的各种要求、控制的技术等等进
行了研究，并且提出了发展国产的动力定位系统应该采用的方法。
关键词：船舶电气动力；动力定位系统；控制的技术
引言
船舶的动力定位系统是一种闭环控制系统，它通过控制系统驱动船舶的推进
器来进行抵消海风、海浪还有暗流等作用于船上的环境外力，从而能够让船舶在
海平面要求的位置上稳定航行。
动力定位系统通过测量系统不断的检测船舶的实
际位置和目标位置的差距，然后再依据环境外力的影响计算出能够让船舶恢复到
目标位置上所需要的推力大小，从而对于整艘船的各处推进器进行推力的分配，
让各处的推进器产生相应的推力来进行克制海风、海浪和暗流等环境外力的影响，让船舶保持在正确的航海位置上或者是沿着预定的航迹进行航行。
1动力定位和电力推进系统的简述
1.1动力定位系统的组成和分类。
最开始的时候，国际海事承包商协会IMCA的《动力定位船舶设计和使用指南》当中，动力定位系统包括了三个部分：动力（power）、控制（control）还
有参考（references）。
动力可以再次被分成发电、配电还有用电（推进器系统）；控制指的是功率的管理系统，有着自动和手动两种方式，还有位置控制系统；参
考就是本意上的位置、环境还有船舶方位的传感器。
因为海上作业船舶对于动力定位系统的可靠性要求变得越来越高，国际海事
组织IMO还有各国的船级社对于动力定位系统都提出了非常严格的要求，除了在
各种环境条件下都能够具有的手动控制还有自动控制的基本要求之外，还制定了
三个等级标准，这样做的目的是对于动力定位系统的设计标准、必须要安装的设
备还有操作的要求和试验的程序以及文档给出相应的建议，从而能够降低动力定
位系统控制下的作业施工时候对于工作人员、船舶。
1.1.1设备的等级一：在单故障的情况下可能发生的定位失常。
1.1.2设备的等级二：有源组件或者是发电机、推进器、配电盘遥控阀门等系
统单故障的时候，不会产生定位失常的状况，但是当电缆、管道还有手控阀等静
态元件发生故障的时候可能会产生定位失常。
1.1.3设备的等级三：任何的单故障都不能够导致定位发生失常。
动力定位系统的分级主要是为了考虑设备的可靠性，从而保证DP安全可靠
的运行，避免在DP作业的时候对于工作人员、船舶还有其他的设备产生危害。
1.2电气推进系统的组成。
比较常见的船舶电气推进装置通常都是由下面几个部分组成的：原动机、发
电机、配电装置、变流装置、电动机、螺旋桨还有控制设备等等。
当前比较流行
的典型
1.2.1原动机和发电机。
原动机、发电机还有配电装置组成的电站能够给电气推进提供所需要的电能，原动机一般情况下是柴油机，也有可能使用汽轮机、燃气轮机、核动力还有燃料
电池等等。
依据不同的船型，电气推进可以通过独立的电站进行供电，也可以跟
船上的其他负载一起由公共的电站进行供电，这也就是通常所说的综合电气推进
系统。
1.2.2配电的装置。
配电的装置是给电气推进系统提供电能的分配并且对于设备、电网等提供保护。
船舶所用的配电装置一般情况是由主配电板、分配电板、马达控制中心还有
应急配电板等设备组成的。
根据电网的电压等级还有电制的需求，主配电板可以
采用高、中压配电板、低压配电板还有直流配电板等等形式。
1.2.3变流的装置。
变流的装置主要是进行控制和调整推进电机的速度，是船舶电气推进的核心
装置之一。
1.2.4电动机，
电动机是用来进行驱动螺旋桨的，电动机一般情况下是直流电机、交流异步
电机或者是同步电机，推进电机的功率从几百千瓦到几兆瓦，同步电机通常是用
在大功率推进当中。
1.2.5螺旋桨。
螺旋桨是用来将电机的驱动转矩转化成船舶的动力，因为电气推进系统可以
方便的改变电机的转速还有转向，所以使用电气推进的螺旋桨大多使用固定螺旋桨。
2动力定位系统的组成还有工作原理
船舶的动力定位系统主要是通过三个部分做成的：位置测量系统、控制系统
还有推力系统。
2.1测量系统
测量系统指的是获得船舶相应运动参数还有环境参数的传感器系统，主要有：提供船舶艏向的电罗经、提供船舶准确未知的DGPS、声学的定位系统、张紧索
等等，提供海上的风速还有风向变化的风向风速仪器，提供船舶姿态的垂向基准
传感器。
2.2推力系统
推力系统是动力定位系统执行的地方，包括了动力系统还有电气推进器。
推
力系统根据控制系统发过来的命令控制着推进器推力的大小还有方向，从而抵抗
外界环境的影响。
3电气推进系统的特点
3.1可以使用新型的高效推进器
电气推进是使用变速驱动的方式来进行改变船舶航速的，所以螺旋桨不需要
去进行任何控制，就可以使用固定的螺旋桨。
3.2推进性能得到了充分的提高
电气推进的调整范围比较大、反转快、起动转矩比较的大，既能够满足各种
船舶不同推进工作情况的性能需求，又能够充分的提高推进系统的生命力。
3.3节省有效空间
电气推进的最大好处就是可以把原动机和螺旋桨分开布置，这是跟柴油机直
接推进方式的最大区别。
电气推进的动力装置是柴油发电机组，它可以在整艘船
当中进行灵活的布置。
3.4节能环保
使用电气推进的船舶，因为柴油发电机组总是能够保证满载运行，没有轻载
的工作情况，效率报纸在最好的运行点上，耗油率比较的低，废物的排放比较少，能够很好的保护环境。
4动力定位系统的控制技术
整个动力定位系统的核心部分就是控制系统。
动力定位系统的精准度还有速
度直接是由控制系统的性能决定的。
所以怎么样去提高控制系统的性能变成了动
力定位系统发展的主要问题，这也标志着动力定位系统的发展水平。
4.1PID控制
PID控制是早起的动力定位系统控制技术的代表产物，按照经典的PID控制
为基础，分别得对船舶的三个自由度进行控制。
依据位置还有艏向的偏差来计算
推力的大小，然后产生推力达到船舶定位。
4.2LQG控制
LQG控制解决了定位控制当中因为滤波而导致的相位滞后的问题，并且在节能、安全的性能上比PID控制都有了很大的进步。
4.3智能控制
在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。
对许多复杂的系统，难以建立有效的数学模型和用常规的控制理论去进行定量计
算和分析，而必须采用定量方法与定性方法相结合的控制方式。
定量方法与定性
方法相结合的目的是，要由机器用类似于人的智慧和经验来引导求解过程。
智能
控制实在一定的程度上模仿了人的只能，是一种处理不确定性、非线性还有其他
不适定问题的控制方法。
有着抗干扰能力比较强、响应的速度快等特点。
结言
我们国家对于船舶的电气动力定位系统还在不断的研究当中，研究主要是集
中在船舶的运动模型、控制模型还有控制算法等方面。
最近几年里，伴随着我们
国家船舶与海洋工程快速的进步和发展，作为船舶和海洋平台运营的基础技术的
动力定位系统肯定会得到很大的重视还有发展。
参考文献：
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[2]岳华；孙越近；王博文；；；基于自抗扰的船舶动力定位控制方法研究
[3]施小成；王元慧；；船舶动力定位海洋环境的建模与仿真
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