船舶動力定位

第一部分 數(shù)學(xué)模型第1章 緒論
1.1 船舶動力定位的定義
1.2 船舶動力定位的發(fā)展史
1.2.1 動力定位產(chǎn)生的背景
1.2.2 動力定位系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 船舶動力定位簡介
1.3.1 動力定位系統(tǒng)工作原理
1.3.2 船舶動力定位的基本功能
1.3.3 動力定位的分級
1.4 國際組織和船級社
1.4.1 國際組織
1.4.2 船級社第2章 坐標(biāo)系統(tǒng)
2.1 概述
2.2 地球中心慣性坐標(biāo)系
2.3 地球中心固定坐標(biāo)系
2.4 wgs-84坐標(biāo)系
2.5 通用橫向墨卡托投影坐標(biāo)系統(tǒng)
2.6 北東坐標(biāo)系
2.7 船體坐標(biāo)系
2.8 船體平行坐標(biāo)系第3章 船舶運(yùn)動數(shù)學(xué)模型
3.1 運(yùn)動學(xué)
3.1.1 運(yùn)動變量定義
3.1.2 船體坐標(biāo)系與北東坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換
3.1.3 船舶運(yùn)動學(xué)
3.2 動力學(xué)
3.2.1 剛體動力學(xué)
3.2.2 船舶水動力和力矩
3.2.3 水動力的無因次體系
3.3 船舶運(yùn)動數(shù)學(xué)模型
3.3.1 六自由度非線性運(yùn)動方程
3.3.2 六自由度線性運(yùn)動方程
3.3.3 單自由度直航模型
3.3.4 單自由度自動駕駛儀模型
3.3.5 二自由度線性操縱模型
3.3.6 三自由度水平面運(yùn)動模型
3.3.7 縱蕩-垂蕩-縱搖三自由度運(yùn)動模型
3.3.8 橫蕩-橫搖-艏搖三自由度運(yùn)動模型第4章 海洋環(huán)境模型
4.1 風(fēng)的模型
4.1.1 相對風(fēng)速和相對風(fēng)向
4.1.2 風(fēng)力與風(fēng)力矩系數(shù)
4.2 海浪的模型
4.2.1 風(fēng)級、浪級和海況的定義
4.2.2 波能譜公式
4.2.3 海浪響應(yīng)的線性模型
4.2.4 遭遇頻率
4.2.5 海浪干擾力和干擾力矩
4.3 海流模型
4.3.1 海流對運(yùn)動模型的影響
4.3.2 海流作用于船體的干擾力及力矩第二部分 控制理論在船舶動力定位中的應(yīng)用
 
第5章 動力定位的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)融合
5.1 概述
5.1.1 多傳感器數(shù)據(jù)融合的起源和發(fā)展
5.1.2 多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)的分類
5.1.3 船舶動力定位數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)融合
5.2 位置參考系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理
5.2.1 野值剔除
5.2.2 濾波
5.2.3 時間對準(zhǔn)
5.2.4 空間對準(zhǔn)
5.3 基于置信測度的融合算法
5.3.1 置信距離矩陣的計(jì)算
5.3.2 關(guān)系矩陣的確定
5.3.3 權(quán)值的計(jì)算
5.4 數(shù)據(jù)處理和融合算法仿真
5.4.1 計(jì)算機(jī)仿真
5.4.2 半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)第6章 動力定位的數(shù)據(jù)濾波與狀態(tài)估計(jì)
6.1 卡爾曼濾波器的設(shè)計(jì)
6.1.1 卡爾曼濾波簡介
6.1.2 數(shù)據(jù)濾波與狀態(tài)估計(jì)中船舶運(yùn)動數(shù)學(xué)模型
6.1.3 離散型卡爾曼估計(jì)濾波器的設(shè)計(jì)
6.1.4 擴(kuò)展的離散時間卡爾曼估計(jì)濾波器設(shè)計(jì)
6.2 無源非線性估計(jì)濾波器設(shè)計(jì)
6.2.1 系統(tǒng)模型
6.2.2 估計(jì)濾波器方程
6.2.3 估計(jì)濾波器誤差動態(tài)特性
6.2.4 穩(wěn)定性分析
6.2.5 估計(jì)濾波器增益矩陣的確定
6.2.6 穩(wěn)定性證明
6.3 非線性無源觀測器的仿真案例第7章 動力定位的控制方法
7.1 基于pid的動力定位船舶航跡保持控制
7.1.1 pid控制算法
7.1.2 pid控制算法的改進(jìn)
7.1.3 動力定位船舶的低速航跡保持策略
7.1.4 動力定位船舶的高速航跡保持策略
7.1.5 低速航跡保持艏向控制器仿真
7.1.6 高速航跡保持艏向控制器設(shè)計(jì)與仿真
7.2 動力定位線性二次型(lq)最優(yōu)控制
7.2.1 lq最優(yōu)控制基本原理
7.2.2 動力定位控制系統(tǒng)的最優(yōu)lq設(shè)計(jì)
7.2.3 風(fēng)前饋控制器的設(shè)計(jì)
7.2.4 動力定位lq控制的仿真實(shí)驗(yàn)
7.3 基于mpc的動力定位控制器的設(shè)計(jì)
7.3.1 選用mpc用于動力定位系統(tǒng)的幾點(diǎn)考慮
7.3.2 動力定位系統(tǒng)中的約束
7.3.3 基于mpc方法實(shí)現(xiàn)動力定位系統(tǒng)約束處理的原理
7.3.4 動態(tài)矩陣控制算法
7.3.5 動力定位mpc控制器的仿真實(shí)驗(yàn)
7.4 環(huán)境最優(yōu)艏向控制
7.4.1 最優(yōu)艏向的獲得方法
7.4.2 李雅普諾夫穩(wěn)定性定理
7.4.3 基于非線性反步設(shè)計(jì)法的環(huán)境最優(yōu)艏向控制器
7.4.4 環(huán)境最優(yōu)艏向控制器仿真實(shí)驗(yàn)及分析第三部分 測量系統(tǒng)第8章 位置參考系統(tǒng)
8.1 衛(wèi)星定位系統(tǒng)
8.1.1 全球定位系統(tǒng)
8.1.2 差分全球定位系統(tǒng)
8.1.3 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)
8.1.4 北斗
8.2 水聲位置參考系統(tǒng)
8.2.1 概述
8.2.2 長基線系統(tǒng)
8.2.3 短基線系統(tǒng)
8.2.4 超短基線系統(tǒng)
8.3 artemis微波位置參考系統(tǒng)
8.3.1 artemis工作原理
8.3.2 artemis系統(tǒng)功能特點(diǎn)
8.3.3 artemis mk iv系統(tǒng)
8.4 張緊索系統(tǒng)
8.4.1 概述
8.4.2 張緊索的幾何推算
8.4.3 三種張緊索系統(tǒng)
8.5 激光位置參考系統(tǒng)
8.5.1 fanbeam
8.5.2 cyscan第9章 動力定位系統(tǒng)其他傳感器
9.1 艏向傳感器
9.1.1 電羅經(jīng)簡介
9.1.2 navigat x mk 1型數(shù)字電羅經(jīng)
9.2 風(fēng)傳感器
9.2.1 皮托管式風(fēng)傳感器
9.2.2 螺旋槳風(fēng)傳感器
9.2.3 超聲波風(fēng)傳感器
9.2.4 霍爾效應(yīng)電磁風(fēng)傳感器
9.2.5 熱線、熱膜式風(fēng)傳感器
9.3 垂直運(yùn)動傳感器
9.3.1 mru簡介
9.3.2 kongsberg seatex mru 5第四部分 推進(jìn)系統(tǒng)和動力系統(tǒng)第10章 推進(jìn)系統(tǒng)
10.1 概述
10.2 推進(jìn)器的形式和原理
10.2.1 主推進(jìn)器
10.2.2 槽道推進(jìn)器
10.2.3 全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器
10.2.4 吊艙推進(jìn)器
10.2.5 噴水推進(jìn)器
10.3 推進(jìn)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
10.3.1 敞水螺旋槳的推力和轉(zhuǎn)矩
10.3.2 船體與螺旋槳的相互作用
10.3.3 推進(jìn)器效率
10.3.4 螺旋槳流體動力的計(jì)算模型
10.4 噴水推進(jìn)器的一般特性
10.4.1 船舶航行推力與阻力平衡方程
10.4.2 噴水推進(jìn)器能頭平衡方程第11章 動力系統(tǒng)
11.1 概述
11.2 動力系統(tǒng)組成
11.3 電力系統(tǒng)
11.3.1 概述
11.3.2 動力定位船舶的發(fā)電系統(tǒng)
11.3.3 動力定位船舶的供配電系統(tǒng)
11.3.4 動力定位船舶的負(fù)載系統(tǒng)
11.3.5 動力定位船舶的輸電系統(tǒng)
11.4 動力系統(tǒng)可靠性的保障
11.4.1 冗余電路
11.4.2 電力系統(tǒng)保護(hù)
11.4.3 應(yīng)急電力系統(tǒng)
11.5 電站監(jiān)控和運(yùn)行管理系統(tǒng)
11.5.1 電力參數(shù)監(jiān)測顯示及報(bào)警
11.5.2 發(fā)電機(jī)的啟動和停車控制
11.5.3 分級卸載功能
11.5.4 重載的啟動詢問
11.5.5 停電恢復(fù)功能
11.5.6 電站運(yùn)行情況記錄第五部分 船舶動力定位系統(tǒng)第12章 動力定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)
12.1 概述
12.2 推進(jìn)器布置
12.2.1 簡單的推進(jìn)器布置
12.2.2 推進(jìn)器布置規(guī)則
12.3 動力定位系統(tǒng)的組成與配置
12.3.1 動力定位系統(tǒng)的組成
12.3.2 動力定位系統(tǒng)的配置和分級
12.4 動力定位能力計(jì)算
12.4.1 概述
12.4.2 有關(guān)動力定位能力計(jì)算的說明
12.5 中國船級社有關(guān)動力定位系統(tǒng)的相關(guān)說明
12.5.1 附加標(biāo)志
12.5.2 定義
12.5.3 故障模式與影響分析第13章 動力定位系統(tǒng)功能和組成
13.1 概述
13.2 動力定位的模式與功能
13.2.1 動力定位的模式
13.2.2 動力定位的特種功能
13.3 動力定位系統(tǒng)的基本組成
13.4 動力定位產(chǎn)品介紹第14章 動力定位船舶作業(yè)
14.1 概述
14.2 潛水支持作業(yè)
14.3 勘察和rov支持作業(yè)
14.4 海床開溝機(jī)作業(yè)
14.5 鋪管作業(yè)
14.6 傾倒巖石作業(yè)
14.7 采砂挖泥作業(yè)
14.8 鋪纜與維修作業(yè)
14.9 起重船作業(yè)
14.10 移動式海底鉆井平臺作業(yè)
14.11 油輪作業(yè)
14.12 浮式生產(chǎn)儲存裝載單元作業(yè)
14.13 其他功能和作業(yè)參考文獻(xiàn)