動(dòng)力定位船推進(jìn)系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)研究.pdf

1、作為海洋高科技的代表，動(dòng)力定位船能夠支持作業(yè)裝置完成海底管線鋪設(shè)、海底鉆探、海洋救助、布雷滅雷等多種海洋作業(yè)任務(wù)。動(dòng)力定位船被賦予的以上使命任務(wù)要求系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠。推進(jìn)系統(tǒng)作為動(dòng)力定位船實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)控位功能的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其可靠性要求更高。因此，研究動(dòng)力定位船推進(jìn)系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)，對(duì)于提高動(dòng)力定位船的系統(tǒng)可靠性具有重要意義。
　　 本文以“海洋石油201”動(dòng)力定位船為研究對(duì)象，基于專家系統(tǒng)和粒子群優(yōu)化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，開展了動(dòng)力定位船推

2、進(jìn)系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)研究，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 1、針對(duì)動(dòng)力定位船推進(jìn)系統(tǒng)的全回轉(zhuǎn)推進(jìn)特性，建立了該船推進(jìn)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；針對(duì)船舶動(dòng)力定位作業(yè)時(shí)只需對(duì)縱蕩、橫蕩和艏搖三自由度的低頻運(yùn)動(dòng)施加控制的特點(diǎn)，建立了該船的低頻運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型；進(jìn)一步，將該船的推進(jìn)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型應(yīng)用于低頻運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型，通過操縱性仿真試驗(yàn)，驗(yàn)證了該船推進(jìn)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的正確性。
　　 2、歸納、分析了動(dòng)力定位船推進(jìn)系統(tǒng)常見故障的類型、故障表象及可能造成的

3、后果；針對(duì)起重作業(yè)和鋪管作業(yè)對(duì)該船的動(dòng)力定位能力的不同級(jí)別需求，設(shè)計(jì)了主推進(jìn)器故障、可收放全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器故障、主推進(jìn)器和可收放全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器同時(shí)發(fā)生故障等典型案例，仿真分析了推進(jìn)器故障對(duì)該船動(dòng)力定位能力的影響。
　　 3、基于專家系統(tǒng)基本原理，建立了動(dòng)力定位船推進(jìn)系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)架；采用形式化語言工具，描述了推進(jìn)系統(tǒng)的故障；采用動(dòng)態(tài)規(guī)則方法，對(duì)故障診斷規(guī)則進(jìn)行了編碼并生成了規(guī)則庫；采用正向推理方法，實(shí)現(xiàn)了推進(jìn)系統(tǒng)的故障診斷。

4、
　　 4、建立了動(dòng)力定位船推進(jìn)系統(tǒng)故障診斷的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；進(jìn)一步，將粒子群算法應(yīng)用于推進(jìn)系統(tǒng)故障診斷的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，通過采用粒子群算法對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的連接權(quán)值進(jìn)行優(yōu)化，以克服BP算法易陷入局部極值的局限性和加快網(wǎng)絡(luò)收斂速度，從而提高神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷方法對(duì)推進(jìn)系統(tǒng)故障的診斷性能。
　　 本文基于專家系統(tǒng)和粒子群優(yōu)化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，開展了動(dòng)力定位船推進(jìn)系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)研究；本文的研究成果，為動(dòng)力定位船的故障診斷問題提供了一種可供參