2。2。3 动力定位系统的基本原理

动力定位系统的工作原理:通过测量系统测量出在外界海风、海浪、海流的干扰 作用下，船舶的水平方向漂移量和方位偏差量;信号经过处理后输入计算机，用专用 的分析软件进行分析与计算后，给船舶的动力装置发命令，使之产生合适的推力，与 外界环境载荷达到静态平衡状态，使得船舶回到(或保持在)预定的位置坐标和方向上， 动力定位系统从循环方式上看是一个闭环调节系统。

依据提出的船舶定位或运动命令,首先利用感应器测量船舶环境信息以及运动的 信息 ,然后将得到的信息利用电脑进行一系列的同步计算 ,在此基础上，发出指令使 得动力定位系统产生一定推力与力矩 ,从而达到预定的船舶定位控制、姿态控制和运 动控制的目的。

船舶在海上航行时，在受到船舶推进器产生推力的同时，还会受到外界载荷的作 用力，这些外界载荷包括海风、海浪与海流，继而产生的运动方式覆盖总共6个自由 度，包括升沉、纵荡、横荡，还有横摇、纵摇以及艏摇。动力定位系统通过位置测量 设备检测出本身位置的改变，利用各类传感器原件来测量船舶周围的环境信息和自身 的运动信息，以现代控制理论为基础，建立推力器与船舶的数学模型，同时采用不同 的控制方法，通过对船舶来自6个自由度的运动风量以及风力风向的计算，调节船舶 各推力器之间的配合关系，继而控制船舶3个自由度的运动，3个自由度包括纵荡、横 荡与艏摇。

2。2。4 动力定位系统的组成

动力定位系统通常可以分成三部分：测量部分、控制部分和执行部分。

（1）测量部分

测量部分包括全球卫星定位系统(DGPS )-测量船位、无线电定位系统、风速风 向仪、数字电罗经-测量艏向、水深传感器-测量水深、纵摇传感器、横摇传感器以及 计程仪等。

（2）控制部分 控制部分一般由控制台(其台面上布置的元件包括有操纵手柄和跟踪球、输入键

盘、各种操纵按钮，还有指示灯与报警灯以及显示屏，操纵台内部布置有一台高性能 计算机。)、UPS电源、打印机、控制柜(控制柜内部布置有实时处理电脑、存储装置、 输出/输入接口，还包括供电模块以及大量的接线端子等元件；动力定位系统同位置 测量装置、各种传感器元件以及主副推力器之间的电气联接都是通过控制柜进行的， 系统供电也经由本柜完成。)、便携式操作终端等。

（3）执行部分 执行部分即动力装置，根据控制部分给出的命令，产生推力和力矩，用来平衡来;自]优Y尔E论L文W网www.youerw.com +QQ752018766-

作用于船舶上。船舶的动力装置一般布置多台推进器，包括主推进螺旋桨、舵、艏艉 侧推螺旋桨。

2。2。5 动力定位等级

国际海事组织 IMO 基于对动力定位系统的功能和设备冗余度的考量, 把动力定 位系统的等级划分设为三个不同等级:1 级、2 级与 3 级。

中国船级社根据动力定位系统沉余度的不同将动力定位等级划分为 DP1、DP2、 DP3 三级。具体要求如下所示：

（1）1 级动力定位系统 DP1：船舶有安装动力定位系统，可以在规定的工况下， 自动维持船舶的艏向和位置，同时船舶自身还应附带有独立的自动艏向控制和集中手 动船位控制。

（2）2 级动力定位系统 DP2：船舶自身具备动力定位系统，当船舶发生单一故 障（不包括一个舱室或多个舱室的损失）后，能够在设定的工况下，在设定的作业区 内，自动保持船舶的艏向和位置。

（3）3 级动力定位系统 DP3：船舶安装有动力定位系统，一旦出现无论何种故 障(包括由于进水或者出现火情等意外进而导致某一个船舱的完全损失）后，能够在 设定的工况下，在规定的作业区内自动保持船舶的艏向以及位置。 12000HP油服船侧推系统监测与MATLAB仿真开发(4):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_95319.html