《現(xiàn)代艦船動力定位》全面講述了現(xiàn)代艦船動力定位技術及其應用,總結了推動船舶動力定位技術進步和工程應用的若干關鍵技術和優(yōu)秀成果。主要內容包括現(xiàn)代艦船動力定位系統(tǒng)、動力定位系統(tǒng)總體設計技術、動力定位船電力推進、半實物仿真技術、動力定位船測量信息處理技術、現(xiàn)代動力定位船的先進控制技術、動力定位船的冗余設計和容錯控制、推力分配、故障診斷和報警、動力定位在現(xiàn)代艦船中的應用等。
《現(xiàn)代艦船動力定位》可以作為國防現(xiàn)代化和武器裝備現(xiàn)代化船舶動力定位設計和操作人員、船舶與海洋工程領域的科學工作者和工程技術人員的重要參考書,也可供自動控制類及海洋工程專業(yè)的高校師生選用,同時也可供對動力定位技術感興趣的專業(yè)人員參考。
隨著世界海洋紛爭的愈演愈烈,以及能源短缺等問題日趨嚴重,國防和武器裝備現(xiàn)代化的需求也不斷升級。艦船動力定位技術作為一項高、精、尖技術,已成為提高我國海軍艦船戰(zhàn)斗力、海洋油氣田的深海開采能力的必備手段。本書體現(xiàn)了控制科學與工程學科中的□新控制理論的研究進展在具體艦船工程中的應用。作者是國內動力定位領域首屈一指的研發(fā)團隊的重要成員,承擔了許多艦船動力定位相關設備的科研生產任務,本書是作者多年來在動力定位方面科研、教學的一線實踐的結晶,是精辟而夯實的理論基礎和豐富的科研生產實踐的產物。書中融合了大量的現(xiàn)代艦船的動力定位技術應用案例,可操作性強。
1984年,M.J.摩根教授所著的《近海船舶動力定位》中文版在國內出版,該書的特點是側重介紹了該技術的科普性知識,有些技術內容現(xiàn)在已顯陳舊,不合時宜。隨著人們對海洋的探索日益加大,船舶動力定位成為海洋工程的研究熱點,其技術的發(fā)展也日新月異。
2011年作者出版的《船舶動力定位》一書,是國內首部動力定位技術的專著。本書在繼承前書部分理論基礎上,作了更系統(tǒng)、更全面的補充。本書側重于實際設計和應用,具有很強的可操作性。著重從總體設計、工程應用、現(xiàn)代研究角度對現(xiàn)代艦船動力定位進行全面的、系統(tǒng)性的闡述。本書是作者近20年來有關船舶動力定位方面的教學和科學研究經驗的積累和總結,同時吸收了國內外相關的重要參考文獻的精華,并融入作者的切身體會和獨到見解,力求反映當今該領域的新思想、新觀點、新動態(tài)和新技術及學術水平,具有實用性、系統(tǒng)性和前沿性。全書由淺入深,脈絡清晰,結構嚴謹,圖文并茂,實例豐富,生動地向讀者展現(xiàn)了動力定位技術的精髓。
本書旨在從全新的角度論述動力定位技術及其應用,以及前沿科學研究問題,不僅吸收了國外的研究成果,還融入了我國科技人員的優(yōu)秀研究成果,使其成為該領域科學工作者和工程技術人員的重要參考書籍,以促進我國科學技術進步和國民經濟發(fā)展,加速國防現(xiàn)代化和武器裝備現(xiàn)代化進程和滿足海洋工程作業(yè)的需求。
本書在撰寫和出版過程中,得到了哈爾濱工程大學自動化學院海洋裝置與控制技術研究所同事、博士和碩士研究生們的大力幫助和支持,在此一并表示感謝。同時,對書中引用文獻的作者深表敬意。特別感謝合作單位海洋石油工程股份有限公司各級領導的鼓勵和支持,他們給作者提供了多次的實船調研機會,同時感謝“海洋石油201船”的船長、總監(jiān)及全體船員,他們?yōu)楸緯峁┝艘皇謱懽魉夭暮同F(xiàn)場經驗,作者感激和懷念在“海洋石油201船”上我們共同工作、相處的愉快歲月,感謝你們!
□□章 概述
1.1 動力定位的定義
1.2 動力定位的發(fā)展史
1.2.1 動力定位產生的背景
1.2.2 動力定位技術研究現(xiàn)狀
1.2.3 動力定位控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
1.3 技術圖譜
第2章 現(xiàn)代艦船動力定位系統(tǒng)
2.1 動力定位系統(tǒng)工作原理
2.2 動力定位系統(tǒng)的基本組成
2.2.1 控制系統(tǒng)
2.2.2 測量系統(tǒng)
2.2.3 推進系統(tǒng)
2.2.4 電力系統(tǒng)
2.3 動力定位系統(tǒng)的基本功能模式
2.3.1 準備模式
2.3.2 手動模式
2.3.3 自動定位模式
2.3.4 自動區(qū)域定位模式
2.3.5 自動航跡模式
2.3.6 自動駕駛儀模式
2.3.7 目標跟蹤模式
2.4 面向作業(yè)的現(xiàn)代動力定位系統(tǒng)特種功能
2.4.1 起重作業(yè)功能
2.4.2 鋪管作業(yè)功能
2.4.3 鋪纜作業(yè)功能
2.4.4 海上裝載作業(yè)的風標操作功能
2.4.5 挖溝作業(yè)功能
2.4.6 挖泥作業(yè)功能
2.4.7 系泊動力定位作業(yè)功能
2.5 □□海事組織設計規(guī)范中對動力定位系統(tǒng)的功能要求
2.5.1 一般規(guī)定
2.5.2 控制系統(tǒng)
2.5.3 測量系統(tǒng)
2.5.4 推進系統(tǒng)
2.5.5 電力系統(tǒng)
2.6 中國船級社設計規(guī)范中對動力定位系統(tǒng)的功能要求
2.6.1 一般規(guī)定
2.6.2 系統(tǒng)布置
2.6.3 控制系統(tǒng)
2.6.4 測量系統(tǒng)
2.6.5 推進系統(tǒng)
2.6.6 電力系統(tǒng)
第3章 動力定位系統(tǒng)總體設計技術
3.1 動力定位系統(tǒng)的方案設計步驟
3.2 推進器布置
3.2.1 簡單的推進器布置
3.2.2 推進器布置規(guī)則
3.3 推進器需求負載估算
3.3.1 推進器電機功率估計
3.3.2 DP工況下的負載計算過程
3.3.3 DP工況下的負載估算結果
3.4 推進器干涉禁區(qū)計算
3.4.1 槳一槳干擾概述
3.4.2 螺旋槳尾流
3.4.3 槳一槳干擾的影響估算
3.5 故障模式分析
3.6 動力定位能力計算
3.6.1 關于動力定位系統(tǒng)能力計算的相關指南
3.6.2 海洋環(huán)境力計算
3.6.3 動力定位能力圖
3.6.4 基于遺傳算法的定位能力計算方法
3.7 位置參考系統(tǒng)和傳感器的配置設計
3.7.1 位置參考系統(tǒng)和傳感器相關規(guī)范要求
3.7.2 位置參考系統(tǒng)配置設計
3.7.3 傳感器系統(tǒng)配置設計
3.8 故障模式與影響分析(FMEA)
……
第4章 動力定位船電力推進
第5章 半實物仿真技術
第6章 動力定位船測量信息處理技術
第7章 現(xiàn)代動力定位船的先進控制技術
第8章 動力定位船的冗余設計和容錨控制
第9章 推力分配
□□0章 故障診斷和報警
□□1章 動力定位在現(xiàn)代艦船中的應用