半潜式钻井平台推力分配优化算法研究

来源 :大连海事大学 | 被引量 : 12次 | 上传用户:sww0310818
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随着石油开采事业向更深海域的进军,传统的锚泊定位系统已经不能满足深海钻井平台正常作业的要求。动力定位系统具有不受海水深度影响、定位准确快速、操作方便等优点,其定位技术成为近年来深海石油开采的关键技术之一。推力分配作为动力定位系统的一个重要部分,需要满足推进器产生推力总值能够抵消外界环境干扰力的基本要求,并且使系统功耗最小。本文以配有8个全回转推进器的“海洋石油981”为对象,基于模拟退火粒子群混合优化算法,对动力定位系统推力分配智能优化技术进行研究。本文的主要工作有以下几个方面:1、在深入分析平台运动特性的基础上建立了半潜式钻井平台动力定位系统的数学模型,给出了风、浪、流等环境干扰力的计算方法,然后对模型进行了仿真验证。仿真结果表明所建立数学模型的正确性。2、在深入分析推力分配系统工作原理的基础上,针对半潜式钻井平台推力执行机构特点和推进器布局情况,建立推力分配的数学模型。3、针对粒子群优化算法易陷入局部最优的问题,结合模拟退火算法,设计模拟退火粒子群混合优化算法,并采用基准测试函数对该算法进行了测试。结果表明混合优化算法的有效性。4、针对推力优化分配问题,提出基于动态优化区域的模拟退火粒子群混合优化算法。通过引入惩罚因子自适应权值,重新修订目标函数,提高推进器产生推力跟踪控制指令的动态性能。5、基于Matlab/Simulink仿真环境,搭建了半潜式钻井平台动力定位系统推力分配仿真模型,并针对不同海况进行了推力分配仿真实验。仿真结果表明推力分配优化算法的有效性。最后,对本文的研究工作进行了系统全面的总结,并指明了今后的研究方向。
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