第二章动态定位系统。具体描述了动态定位系统位置航向参考坐标的选择、传感 器的使用、推进系统的整体介绍和各个推进器重要组件概述，以及本论文的目标。

第三章一般模型。具体讲述了船舶航行时推进器的一般模型，各种推进器施力范 围和所需推力值并建立数学模型。

第四章拉格朗日乘数法。结合第三章的内容，具体讲述了如何用拉格朗日乘数法 解决本论文论述的问题和问题细化，以及拉格朗日乘数法在应对此类问题时的优缺 点，并阐述不使用此方法的原因。

第五章二次规划法。结合第三章的内容，讲述了二次规划法和析取编程技术结合 将问题公式化和添加限制条件，以及解决本论文论述问题的最主要难点，并提出三种 主要解决方法。

第六章系统仿真。本章根据编写的 MATLAB 程序，列出不同环境变换下的推力 器的推力分配问题以及消耗的功率大小。

第二章 动态定位系统

本章将会解释最重要的 DP 系统，同时也给出最重要的组件概述。为了能 DP 系 统能有效工作，需要几种组件相互交流，也因此会非常复杂。而且 DP 系统的每一个 推进器都非常重要。在接下来的一部分，将会描述每一个组件。论文网

2。1 位置/航向参考系统

每一个 DP 系统需要测量系统的状态， 包括现在船的位置和航向。对 DP 系统来 说，功能的实现很重要，所以甲板上有大量设备以便于形成这些信息。而且还可以选 择其它系统。通常使用的是卫星导航系统（GPS 和 DGPS），水电声位置参考系统（H PR），机械参考系统（拉线），相对定位系统，垂直参考单位（VRU）和航向参考 系统（回转罗盘）。结合不同的方法得到的值更精确。DP 系统也含有船舶的数学模 型，用这个模型中可以估计当前状态。当一个参考系统发生故障时，DP 系统可以帮 助船舶保持原来航向[4]。

2。2 传感器：测量环境

对 DP 系统来说最重要的环境因素是风、海浪和涌流[5]。这些当中，风是最关键 因素，因为海浪由风产生，涌流通常是慢变的，风也是最容易测量的。在这三种因素 当中，风浪关系可以用于估计海浪。DP 系统不能应对高频率海浪负载，而二阶波浪 漂移力可以实现。用卡尔曼滤波可以分离这些测量到的移动数据。

2。3 推进系统

执行器可以对船舶进行施力，也被 DP 系统用于控制位置。大部分推进器会使用 一个旋转的罗圈产生推力，而且也有喷气式推进装置。控制由执行器产生的推力是一 个艰巨的任务。可调螺距（CP）螺旋桨（相对于固定螺距（FP）螺旋桨）可以用来 增加效率和减少电机的磨损/撕裂。通过控制螺旋桨上叶片的螺旋角来控制推力，可 以使电机处在一个固定的有效状态。其他可以影响效率和产生的推力的因素是推进器

-推进器交互（推进器相互吹对方），推进器-船体交互，空化流动现象，强水流[6]。 当控制船舶时，实现理想的效果，DP 系统应该能够考虑到这些因素。

除了选择正确的推进器类型，执行机构的布局也是非常重要的，而且在很大程度 上，执行机构的布局决定了船舶的 DP 能力。当推进器没能定位时，也能计算出船的

数学模型中各个推进器的值。但是这样也不是最好的方法，因为在一定条件下船舶不 能保持位置。DP 系统设计的目标是拥有一个全执行船。为了得到更关键的 DP 应用 程序，优先选择一个过执行船。在这种情况下，DP 问题将有更多可行的方案，使得 有更稳定的 DP 系统。执行机构的布局如图 2-1 所示。不同推进器类型相应符号如表 2-1 所示。