船舶动力定位系统简述
动力定位船舶推进器系统介绍
动力定位船舶推进器系统介绍推进器的型式和制造厂很多。
推进器的基本功能是提供反抗环境因素的力和力矩，以便使船处于规定的回旋圈内。
推进器分类推进器一般是用来提供动力，提高速度的。
按照原理不同，有螺旋桨、喷气推进器、喷水推进器、特种推进器。
特种推进器又有许多种类，有变距螺旋桨、导管螺旋桨、直翼推进器、喷射推进器、磁流体推进器等。
随着科学技术的发展，推进器在不断发展，会出现各种形式的新型推进器。
应用到动力定位船上的推进器主要有三种：主推进器，槽道推进器和全回转推进器。
这些推进器在动力定位船舶上的布置图如下图所示：推进器布置图1).主推进器对于常规的船舶而言，单轴或双轴的主推进器基本相似。
对于DP船舶，这样的主推进器构成了DP功能的一部分，推进器通常选用可变螺距类型，以恒转速运转。
这将易于使用轴传动交流发电机，如果轴传动装置不以恒速转动将无法使用。
如果安装变频控制系统，可使用变速交流电动机与定螺距推进器联合使用。
下图是一个主推进器：主推进器2).全回转推进器全回转推进器由一个安装在较短槽道内的可控螺距或固定螺距的推进器组成。
该类型推进器凸出于船舶底部，可通过旋转提供任意方向的推力。
全回转推进器利用锥齿轮由上部驱动。
某些情况下，整个推进器可以收到船壳之内。
全回转推进器的优点在于其可以提供任意方向的推力，其经常被用作主推进器。
但是，其难以实现合适的安装，若安装在船舶底部将显著增大船舶的排水量。
如下图所示：全回转推进器3）槽道推进器槽道推进器主要是沿船舶的纵向贯穿安装于船壳上。
其通过锥齿轮由上部电机或柴油机驱动，向左舷或右舷旋转叶片，或者调整转速和方向可以产生推力。
通常可以在船艏或船艉安装2个或3个槽道推进器。
槽道推进器当船舶没有显著的前进或后退时，由槽道推进器产生的作用于船舶上的合回转力矩将十分显著。
当船舶具有运动时，上述推进器产生的效果将急剧减小。
3.2推进器在动力定位系统中的作用推进器使得船舶具有了操作性。
船用动力定位DP系统概述(报告精选)
北京先略投资咨询有限公司船用动力定位DP系统概述(最新版报告请登陆我司官方网站联系) 公司网址: 目录船用动力定位DP系统概述 (3)第一节船用动力定位DP系统的定义和分类 (3)一、动力定位DP0系统 (3)二、动力定位DP1系统 (3)三、动力定位DP2系统 (3)四、动力定位DP3系统 (3)第二节船用动力定位DP系统的市场情况 (4)一、动力定位DP1系统的市场情况 (4)1、全球 (4)2、中国 (5)二、动力定位DP2系统的市场情况 (8)1、全球 (8)2、中国 (8)三、动力定位DP3系统的市场情况 (10)1、全球 (10)2、中国 (11)船用动力定位DP系统概述第一节船用动力定位DP系统的定义和分类国际海事组织和国际海洋工程承包商协会将DP定义为动力定位船舶需要装备的全部设备，包括动力系统、推进器系统和动力定位控制系统。
由于海上作业船舶对动力定位系统的可靠性要求越来越高，IMO和各国船级社都对DP提出了严格要求，制定了三个等级标准。
设备等级一（DP1）：在单故障的情况下可能发生定位失常。
设备等级二（DP2）：有源组件或发电机、推进器、配电盘遥控阀门等系统单故障时不会发生定位失常，但当电缆、管道、手控阀等静态元件发生故障时可能会发生定位失常。
设备等级三（DP3）：任何但故障都不会导致定位失常。
DP的分级主要考虑设备的可靠性和冗余度，目的是对动力定位系统的设计标准、必须安装的设备、操作要求和试验程序等作出规定，保证DP安全可靠运行，并避免在DP作业时对人员、船舶、其他设备造成损害。
一、动力定位DP0系统DP0船舶装备一套集控手动操作系统和航向自动保持的动力定位系统（DPS），能在最大环境条件下，使船舶的位置和航向保持在限定范围内。
二、动力定位DP1系统DP1船舶装备具有自动定位和航向自动保持的动力定位系统（DPS），另外，还有一套独立的集控手动操作系统和航向自动保持的动力定位系统，能在最大环境条件下，使船舶的位置和航向保持在限定范围内。
浅析船舶动力定位系统的组成及应用
浅析船舶动力定位系统的组成及应用发布时间：2022-12-19T07:56:40.231Z 来源：《科技新时代》2022年12期作者：陈龙韩朋刚刘欢蒙亚东只升震[导读] 船舶动力定位是在船舶需要定在某一坐标点时不在需要传统的定位锚机来固定，而是依靠一定的参考系统，如DGPS、罗经等，利用船舶自身的动力可以自动的维持在地球上的某一坐标点，这时DP控制系统依靠参考系统反馈回来的位置信息，风和流信息以及外力的信息，自动去控制主推进器，舵机，侧推等动力设备，维持在这个设定坐标点，这就是动力定位的简单解释。
（安装公司海洋石油202船）摘要：船舶动力定位是在船舶需要定在某一坐标点时不在需要传统的定位锚机来固定，而是依靠一定的参考系统，如DGPS、罗经等，利用船舶自身的动力可以自动的维持在地球上的某一坐标点，这时DP控制系统依靠参考系统反馈回来的位置信息，风和流信息以及外力的信息，自动去控制主推进器，舵机，侧推等动力设备，维持在这个设定坐标点，这就是动力定位的简单解释。
由于动力定位船舶的机动性、高效性，动力定位系统被广泛应用于海底管线检修，海洋电缆铺设、海洋石油平台守护、海洋钻井船、水下机器人跟踪、海底管线埋设等。
本文对工程船舶动力定位系统组成及作用进行分析。
关键字：动力定位参考系统自动控制工程船舶Abstract：This article is mainly about the Dynamic Position System, this system is different from the traditional position winch system. It depend on the DGPS, Gyro, Reference system, using the ship’s own ability hold a set position. The DP control system using the Reference system, calculate the external result forces, automatic control the thrusters, rudders to generate a opposite force, in order to keep the DP Ship positioning .Because of the better flexible and maneuvering, The DP control system is used more and more in the Marine Engineering construction. This article is mainly about the Dynamic Position System and the function.Key Words: Dynamic Position Reference System Automatic Control Engineering Ship1．动力定位系统工作原理的简单介绍20世纪60年代，随着海洋石油开发的需求，动力定位概念开始出现，美国Honewell公司将动力定位系统于1961年应用于第一条动力定位船舶CUSS1；近年来，随着海洋石油逐步走向深蓝，国际上各海洋石油公司发展目标、战略重心逐步转向深海领域；在海洋工程船舶的投资发展方向都是动力定位船舶，而动力定位系统是必不可少的利器。
船舶动力自定位原理
船舶动力自定位原理船舶动力自定位是指船舶利用自身动力系统进行定位的技术。
它通过船舶上的传感器感知周围环境，利用定位算法和数据处理技术计算出船舶的位置坐标，并及时更新船舶的位置信息。
船舶动力自定位技术在船舶导航、海洋勘测、海洋科学研究等领域具有广泛的应用。
船舶动力自定位的原理是基于船舶的动力系统和相关传感器。
船舶通常配备有GPS（全球定位系统）、GNSS（全球导航卫星系统）、惯性导航系统（INS）、罗经、声纳等传感器。
这些传感器能够提供船舶的航向、航速、倾斜、加速度等信息。
在船舶动力自定位中，这些传感器的数据是确定船舶位置的重要依据。
在船舶动力自定位中，GPS是一种常用的定位技术。
GPS系统通过接收卫星发射的信号来确定地面或船舶的位置。
船舶上的GPS接收机接收卫星的信号后，通过计算卫星与接收机之间的时间差和卫星的位置信息，可以计算出船舶的位置。
GPS定位的优点是精度高、全球覆盖范围广，但在某些情况下，如天气恶劣、建筑物遮挡等情况下，GPS信号可能不稳定，导致定位精度下降。
除了GPS，船舶还可以利用惯性导航系统进行定位。
惯性导航系统是一种利用加速度计和陀螺仪等传感器来测量船舶的加速度和角速度，从而计算船舶位置和姿态的技术。
惯性导航系统具有高精度、实时性强的特点，但随着时间的推移，由于传感器的误差会累积，导致定位精度下降。
船舶动力自定位还可以利用声纳技术进行定位。
声纳是一种利用声波传播原理进行测距和定位的技术。
船舶上的声纳设备发射声波，当声波遇到物体后会发生反射，船舶上的声纳接收器可以接收到反射回来的声波信号。
通过计算声波的传播时间和声速，可以计算出船舶与物体之间的距离，从而确定船舶的位置。
船舶动力自定位技术的核心是利用传感器的数据进行定位计算。
通过船舶上的传感器获取的数据，结合定位算法和数据处理技术，可以计算出船舶的位置坐标。
定位算法可以根据不同的应用需求选择，如卡尔曼滤波算法、粒子滤波算法等。
数据处理技术可以对传感器的数据进行滤波、校正、融合等处理，以提高定位的精度和可靠性。
动力定位(DP)系统简介
动力定位(DP)系统简介作者：王卫卫来源：《广东造船》2014年第01期摘要：随着海洋工程项目的蓬勃发展，动力定位系统(简称DP系统)的应用已越来越广泛。
本文对DP系统等级、工作原理以及根据船级社不同入级符号的设备配置等作了简单的介绍，希望能够对大家以后的开发设计及生产有所帮助。
关键词：DP；入级符号；特点；工作原理中图分类号：P751文献标识码：AInvestigation of Dynamic Positioning SystemWANG Weiwei( Guangzhou Shipyard International Co., Ltd. Guangzhou 510382 )Abstract: The application of Dynamic Positioning System (DP system) is more and more popular because of development of ocean project. The article introduce the level of DP system, work principle, the requirement of equipment according to different DP notations. I hope it is helpful to exploder, design and production in the future.Key words: DP;Classification notation;characteristic;work principle1前言动力定位系统（Dynamic Positioning System）简称DP系统，是从上个世纪70年代逐渐发展起来的，并逐步由浅水海域向深水海域发展，应用于各种海洋工程、海上科考、水下工程等领域。
随着船舶自动化程度越来越高，DP系统的定位能力以及自动化程度也越来越高，而以上各类领域的工程项目也越来越离不开带有DP系统的海上钻井平台和船舶。
船舶动力定位技术简述（5篇范文）
船舶动力定位技术简述（5篇范文）第一篇：船舶动力定位技术简述1.动力定位技术背景1.1 国外动力定位技术发展目前，国际上主要的动力定位系统制造商有Kongsberg公司、Converteam公司、Nautronix公司等。
下面分别介绍动力定位系统各个关键组成部分的技术发展现状。
1．动力定位控制系统1)测量系统测量系统是指动力定位系统的位置参考系统和传感器。
国内外动力定位控制系统生产厂家均根据船舶的作业使命选择国内外各专业厂家的产品。
位置参考系统主要采用DGPS，水声位置参考系统主要选择超短基线或长基线声呐，微波位置参考系统可选择Artemis Mk 4，张紧索位置参考系统可选择LTW Mk，激光位置参考系统可选择Fanbeam Mk 4，雷达位置参考系统可选择RADius 500X。
罗经、风传感器、运动参考单元等同样选择各专业生产厂家的产品。
2)控制技术20世纪60年代出现了第一代动力定位产品，该产品采用经典控制理论来设计控制器，通常采用常规的PID控制规律，同时为了避免响应高频运动，采用滤波器剔除偏差信号中的高频成分。
20世纪70年代中叶，Balchen等提出了一种以现代控制理论为基础的控制技术-最优控制和卡尔曼滤波理论相结合的动力定位控制方法，即产生了第二代也是应用比较广泛的动力定位系统。
近年来出现的第三代动力定位系统采用了智能控制理论和方法，使动力定位控制进一步向智能化的方向发展。
智能控制方法主要体现在鲁棒控制、模糊控制、非线性模型预测控制等方面。
2001 年 5 月份，挪威著名的 Kongsberg Simrad 公司首次展出了一项的新产品—绿色动力定位系统（Green DP），将非线性模型预测控制技术成功地引入到动力定位系统中。
Green DP 控制器由两部分组成：环境补偿器和模型预测控制器。
环境补偿器的设计是为了提供一个缓慢变化的推力指令来补偿一般的环境作用力；模型预测控制器是通过不断求解一个精确的船舶非线性动态数学模型，用以预测船舶的预期行为。
动力定位系统介绍
动力定位系统介绍1、动力定位系统的产生和发展动力定位系统于上世纪70年代后期由美国海军研制成功，起初主要应用于潜水艇支持船、军用海底电缆铺设等作业。
从上世纪80年代初开始，随着北海油田、墨西哥湾油田的大规模开发，动力定位系统被广泛应用于油田守护、平台避碰、水下工程施工、海底管线检修、水下机器人(ROV)跟踪等作业。
尤其是90年代以来，随着海上勘探开发逐步向深水(500m～1500m)和超深水(1500m以上)发展，几乎所有的深水钻井船、油田守护船都装备了动力定位系统。
据初步估计，目前全世界装备动力定位系统的各类船只已超过1 000艘。
2、动力定位系统简述海洋中的船舶因不可避免的受到风、波浪与水流产生的力的影响，船舶在这些环境外力的干扰作用下，将产生六个自由度(纵荡、横荡、升沉、纵摇、横摇、艏摇)运动，而对于定位船舶而言，需要控制的只是水平面内的三个运动，即纵荡(Surge)、横荡(Sway)和艏摇(Yaw)运动。
使用动力定位控制系统能够抵消那些作用在船体上不断变化的阻力，维持操作员指定的位置与航向，或者使船舶沿着需要的轨迹移动。
动力定位控制系统使用来自一个或多个电罗经的数据来控制船舶航向；至少使用一个位置参考系统（如DGPS或声纳）的数据来控制船舶位置，从而进行船舶定位。
风传感可以测量船舶受到的风阻力的大小和方向，但是海流力和波浪力不是测量出来的，而是由船舶数学模型计算得出。
动力定位中的船舶数学模型是由扩展卡尔曼滤波算法建立的，该算法用于估计船舶航向、位置以及在各个方向运动的自由度：纵荡，横荡与艏摇，它合并了估计海洋水流与波浪影响的算法。
但是该数学模型是无法100％准确代表真正的船舶，因此根据位置参考系与传感器的测量值来不断修正该船舶数学模型，这是一个闭环控制过程。
下图是动力定位系统的控制原理图：动力定位系统可以检测与显示船舶的实际航向和位置与期望的航向和位置之间发生偏离的情况，控制器基于这些信息来控制船舶。
船舶动力定位系统的原理
船舶动力定位系统的原理
船舶动力定位系统的原理主要基于以下几个方面：
1. 全球定位系统（GPS）：船舶动力定位系统通常使用GPS卫星技术来获取船舶的实时位置信息。
通过接收来自多颗卫星的信号，系统可以计算出船舶的经度、纬度和海拔高度等信息。
2. 惯性测量单元（IMU）：船舶动力定位系统还常常配备惯性测量单元，它是一种集成了加速度计和陀螺仪的装置。
通过测量船舶的加速度和角速度等信息，系统可以根据牛顿力学的运动方程计算出船舶的位置和姿态状态。
3. 地面基站和微波测距系统：在一些需要更高精度定位的应用中，船舶动力定位系统可能还会使用地面基站和微波测距系统。
地面基站会发送信号给船舶，而船舶上的接收器会测量接收到信号的时间延迟，从而计算出船舶与基站之间的距离。
通过多个基站的协同作用，系统可以实现更精确的定位。
4. 数据处理和集成：船舶动力定位系统通常会将从各个传感器获取的数据进行处理和集成。
这包括计算出船舶的位置、速度、姿态等信息，并进行滤波和校正，以提高定位的精度和稳定性。
综上所述，船舶动力定位系统的原理是通过GPS技术、惯性测量单元、微波测距系统等多种传感器的协同作用，获取船舶的位置、姿态等信息，并进行数据处
理和集成，从而实现对船舶动力的准确定位。
动力定位系统概况汇总
船舶动力定位概况一、船舶为什么需要“动力定位系统”？长期以来，船舶在近浅海和内陆水域里，人们都是采用抛锚技术来保持船位在水面上相对稳定。
这种定位技术的最大特点就是：锚必须牢固地抓住水下的固定物体（陆基），并且一旦锚通过锚链将船舶的位置固定后，船上的推进设备及其辅助设施和相应的控制系统便停止运行，完全处于停电（电力推进）和停油、停气（柴油机推进）工况。
但是，随着地球上人口的急剧增加，科学技术的飞速发展，人们的生活水平日益提高，世界对能源的需求量越来越大。
陆地上资源的开采和供应日趋极限，甚至出现紧缺的态势。
这就迫使世界各国必须把经济发展的重点转移到海洋上。
因为占地球总面积2/3以上的浩瀚大海里，有极其丰富的海水化学资源、海底矿产资源、海洋大量资源和海洋生物资源。
可以预料，21世纪将是人类全面步入海洋经济的时代，人们对海洋的探索和开发的范围将越来越广，对海洋的探索和开发的手段也越来越先进，对海洋探索和开发的领域由近海浅海日趋向远海深海发展。
目的只有一个，就是将浩瀚大海里的资源开发出来，供人类充分使用。
因而，世界各国便随之研究开发出各式各样的、不同类型的深远海作业的浮式生产系统，诸如半潜式钻井平台、多用途石油钻井平台供应船、科学考察船和海洋资源调查船等等。
这些浮式生产作业系统有一个共同的特点：就是在浩瀚深邃的大海上，能够按照人们的要求将其位置稳定在地球的某个坐标范围里；就像抛锚定位那样，将这些浮动的作业体牢牢地锁定在人们期望的浩瀚深邃的大海的某个位置上。
这便进一步诱发了世界各国对深远海作业的浮式生产系统的定位技术和系泊方式的研究。
在一般的近浅海水深情况下，浮式生产系统的系泊定位主要采用锚泊系统。
但是，随着水深的增加，锚泊系统的抓底力减小，抛锚的困难程度增加。
同时，锚泊系统的锚链长度和强度都要增加，进而使其重量剧增，这必然使海上布链抛锚作业变得更加复杂，其定位功能也会受到很大的限制，定位的效果也不尽人意。
动力定位系统的原理与应用研究
动力定位系统的原理与应用研究动力定位系统（Dynamic Positioning System，简称DP系统）是一种利用船舶自身的动力装置，通过控制船舶的推进器和转向装置，以保持船舶在特定位置或沿特定航线中的姿态和位置的船舶控制技术。
该系统通过引入先进的传感器、计算机和自动控制技术，实现了船舶的自动定位和控制，具有广泛的应用范围，包括海洋工程、油气勘探和海上施工等领域。
本文将围绕动力定位系统的原理和应用进行研究，探讨其工作原理、关键技术以及在不同领域中的应用情况。
动力定位系统的基本原理是通过精密控制船舶的动力装置和转向装置，使船舶能够保持指定的位置或姿态。
系统通过多个传感器，包括全球定位系统（GPS）、惯性导航系统（INS）、罗盘等，获取船舶的姿态和位置信息。
船舶的动力传动系统包含主推进器、侧推进器和横向推进器，通过调整各个推进器的转速和推力，使得船舶能够在海上保持稳定的位置和方向。
此外，动力定位系统还包括中央控制室和自动控制软件，用于处理传感器数据和控制推进器的工作状态。
动力定位系统的关键技术主要包括传感器融合、控制算法和动力装置。
传感器融合是指将不同类型的传感器数据进行融合，通过算法得到更准确的位置和姿态信息。
控制算法则是根据传感器数据和预设目标，通过动态调整推进器的工作状态，使船舶保持稳定的位置和姿态。
动力装置包括主推进器、侧推进器和横向推进器，这些推进器通过电动机、液压系统和传动装置等实现动力输出，并通过控制系统调整输出的推力和转速。
动力定位系统在海洋工程领域有着广泛的应用。
在海底油气勘探和开采过程中，船舶需要靠近井口进行作业，因此精确的定位至关重要。
动力定位系统能够通过控制船舶的位置和姿态，使其保持在井口附近，从而实现安全和高效的作业。
此外，动力定位系统还能够应用于海上风电场建设、海洋石油平台维修等领域，在这些领域中，船舶需要稳定地停留在特定的位置进行作业，而动力定位系统能够实现船舶的准确定位和控制。
动力定位DP-3系统介绍
动力定位DP-3系统介绍动力定位(Dynamic Positioning，DP)系统是指在风、浪、流的干扰情况下，不借助锚泊系统，利用自身的推进器系统使海上浮动装置保持一定的位置和艏[1]向，或者按预定运动轨迹运行的闭环控制系统。
根据动力定位的不同冗余度，DP-3要求在出现故障(包括由于失火或进水造成一个舱室的完全损失)后，可[2]在规定的环境条件下，在规定的作业围内自动保持船舶的位置和艏向。
动力定位系统是自上个世界六十年代开始，国外海洋工程为了深水海域的开发而研制出来的自动控制船舶位置的系统。
动力定位船可以根据实时测得的海域环境条件，通过控制船舶的推进器系统，自动保持船舶的位置按照预先设定的轨迹运动。
在国内海洋工程领域，该定位系统越来越成为深水海洋工程船舶的标准配置。
同时，随着中国造船行业的迅猛发展，越来越多的动力定位船在国内船厂建造。
DP-3动力定位控制系统介绍DP-3动力定位控制系统是中央控制系统(Integrated Control System，ICS)中最重要的核心系统之一。
其主要的工作原理为图1所示。
动力定位控制系统的工作原理是:根据位置参照系统测得的船位信息与DP传感器系统测得的环境信息，经滤波后得到估算值，根据估算值与期望值进行比较和运算，然后经推进器分配模块计算后发出对各推进器的指令。
在DP控制系统中，艏向和位置由操作者设定，然后由DP控制器通过发出控制信号到推进器系统，DP控制系统通过推进器控制系统的分配，发布命令到任何一个在使用的推进器，通过改变推进器的运转方向、转速或叶片的螺矩，以调节船位。
出现偏差时，DP控制系统可自动探测并进行适当的调整。
DP控制系统这种控制方式能减少燃料消耗、机器磨损和温室气体排放。
1图1 DP控制系统工作原理动力定位系统是动力定位船的必要的完整装置，主要由电力系统、推进器系统和DP控制系统组成。
任何一个子系统发生故障都可能导致船舶失去定位或艏向保持能力。
动力定位系统在海上开发中的应用研究
动力定位系统在海上开发中的应用研究1. 引言动力定位系统是一种通过利用推进器和操控系统来保持船舶、海洋平台或其他海上结构物相对于海床或参考点的位置稳定的技术。
它在海上石油勘探、海洋工程和科学研究等领域中得到广泛应用。
本文将研究动力定位系统在海上开发中的应用，并探讨其在提高工作效率、减少环境风险以及优化资源利用等方面的优势。
2. 动力定位系统的原理和组成动力定位系统通过集成传感器、控制系统和推进器，实现对船舶或海上结构物的位置和方向的精确控制。
传感器用于测量船舶的位置、速度、姿态和周围环境的参数，控制系统根据传感器的数据计算船舶所需的推力和方向，推进器根据控制信号实施推进操作。
动力定位系统通常还包括位置参考系统、姿态传感器、动力定位控制系统和动力装置等组成部分。
3. 动力定位系统在海上开发的应用领域3.1 海上石油勘探动力定位系统在海上石油勘探中扮演着重要的角色。
它可以确保钻井平台和海底生产设施固定在预定的位置上，通过精确控制位置和方向，维持管线连接的稳定性，并提高钻井和完井操作的安全性。
此外，动力定位系统还可以减少因恶劣海况引起的下线时间，提高勘探效率。
3.2 海洋工程海洋工程包括建设和维护海上风电场、海底管道铺设、海洋平台搭建等。
动力定位系统可以确保海上风电设施保持在最佳位置并面向风向，从而提高风能利用效率。
对于海底管道铺设项目，动力定位系统能够精确控制船舶的位置和方向，减少管道敷设过程中的偏差。
海洋平台搭建中，动力定位系统可保持各项施工作业在指定的位置进行，确保施工的准确性。
3.3 科学研究动力定位系统在科学研究中也有广泛应用。
例如海洋生物学研究中，科学家可利用动力定位系统精确控制潜水器的位置和运动轨迹，以观测海洋生物的行为以及水下地形等。
此外，动力定位系统还可用于海洋环境监测，通过精确控制浮标和测量设备的位置，实现对海洋环境的长期观测和数据采集。
4. 动力定位系统的优势4.1 提高工作效率动力定位系统透过精密的控制能力，使得工作船舶或海上结构物能够更快速地稳定在指定的位置。
动力定位系统简介
动力定位系统简介船舶的动力定位系统从70 年代逐渐发展起来，在海洋工程、科学考察等领域有着重要的用途。
随着船舶电力推进的成熟和自动控制理论的发展，动力定位系统的性能也不断提高。
动力定位系统的组成：动力定位系统包括3 个分系统：动力系统、推力器系统和动力定位控制系统。
1.动力系统动力系统一般来说是给整个动力定位系统提供电力的。
一般的船舶电站可兼作动力系统，但应满足一些特殊要求。
输入（船位、控制器推力器; 输出（船位、推力器系统2.推力器系统作为动力定位系统执行部分，常用电动机或柴油机驱动的推进器。
主推进装置(包括其舵系统)可兼作动力定位系统的推力器，在船舶进入动力定位运作模式时，由动力定位系统的控制器进行控制。
为提高定位能力，主推进装置可设计为全回转推进器，例如Z 型推进、SSP 推进等。
一般各推力器的工作组合应产生横向、纵向推力及回转力矩。
3.动力定位控制系统包括控制器和测量系统。
a控制器指的是动力定位系统总的控制部分，一般采用计算机控制的方法。
b测量系统包括位置参照系统、电罗经、风向风速仪、倾角仪等，测量船舶的船位、艏向、纵倾横倾角等船舶状态，以及风向、风力、流速等环境条件，通过接口输入到控制器中。
控制器根据人工输入的船位和艏向，对测量系统提供的数据进行分析和运算，给出推力器的控制指令。
动力定位控制系统执行的功能可总结如下：（1）给出推力器的控制指令。
（2）测量船舶的船位、艏向等船舶状态。
（3）测量风向、风力等环境条件。
（4）接收各种操纵指令的人工输入。
（5）动力定位系统的故障检测及报警。
（6）动力定位系统工作状态的显示。
动力定位系统的系泊试验动力定位系统在进行系泊试验之前，应确认已取得本社颁发的产品证书，并确认布置和安装已严格按本社审批的图纸进行，采用的工艺满足本社有关规定。
动力系统系泊试验动力系统的各组成部分，如发电机、发电机原动机、主配电板等，应满足船舶建造检验的一般要求。
另外还应进行下列检验：a发电机组：一台发电机组不投入运行，并联运行其他发电机组，逐个启动几台功率较大的推力器电动机。
船舶动力定位系统及其控制技术
船舶动力定位系统及其控制技术随着海洋经济时代的到来，人们对海洋资源的需求越来越多。
由于深海环境复杂多变，因而对获取海洋资源的装置定位精度要求也越来越高。
传统的锚泊系统有抛起锚操作过程繁琐、定位精度和机动性差等缺陷，难以符合定位精度的要求；而船舶动力定位系统（以下简称“DP系统”）则在保持航迹或保持位置方面具有突出的优势，已被逐渐应用到海上航行船舶和作业平台上，快速发展的控制理论在DP系统中的应用，取得了很好效果。
1 DP系统概述1.1 定义DP系统是指不依靠外界的辅助，通过固有的动力装置来对船舶或作业平台进行定位的一种闭环控制系统，系统包括控制系统、测量系统和推进系统，控制系统是其核心。
1.2 组成DP系统由控制系统、测量系统和推力系统组成。
控制系统是整个系统的核心，对测得的信息和外界干扰信号进行处理，能够通过计算推算出抵抗外界干扰的推力，并传递给推力系统。
测量系统能够获得船舶運动所需要的信息，其种类有DGPS、电罗经、张紧索系统、水下声呐系统、垂直参考系统、风力传感器等。
推力系统根据控制系统计算出的推力来控制船舶。
1.3 研究状况第1代DP系统的研发始于1960年。
钻井船“Eureka”号是世界上第一艘基于自动控制原理设计的DP船舶。
该船配备的DP模拟系统与外界张紧索系统相连。
该船除装有主推力系统外，在还在船首和船尾装有侧推力系统，在船身底部也安装有多台推进器。
第2代DP系统始于1970年，具有代表性的是“*****5”号船，该船安装有多台推进器，系统的控制器采用kalman滤波等现代控制技术，且控制系统中的元件有冗余，其安全性、稳定性和作业时间均有了较大的改善和提高。
第3代DP系统始于1980年。
系统采用微机处理技术和Muti-bus、Vme等多总线标准的控制系统。
代表性的第3代DP系统有挪威Konsberg公司的AD-P100、AD-P503系列产品和法国的DPS800系列产品。
我国对DP系统的研究开展得较晚，研究力量集中在高校和科研院所。
论船舶动力定位控制系统设计
论船舶动力定位控制系统设计摘要:船舶深海作业的核心技术之一是动力定位系统。
本文基于海洋工程中常见的船舶动力定位系统，通过介绍其系统的发展现状，针对动力定位系统的基本构架和控制技术进行了分析和设计。
关键词:船舶;定位控制;推力分配当今世界随着经济的高速发展，在能源和资源方面带来了严重的问题，海洋资源的开发和争夺非常激烈。
另一方面，海洋作业的工作环境非常复杂，因此开发海洋资源需要先进的技术支撑。
当前船舶定位主要采用动力定位、锚泊定位以及第三种锚泊+动力综合定位。
锚泊定位因其简单的结构和高可靠性多应用在浅水区域。
当水深1500m时，定位方式多为锚泊辅助动力定位方式。
随着水深进一步增加，锚泊定位系统经济成本严重增加。
当前多数系统采用锚泊系统与动力定位系统联合定位。
水深在一定条件下时，浮式生产系统的主要定位方式为锚泊定位，但由于水深增加，导致了锚泊系统降低了其抓底能力，使得抛锚难度增加，这样大大增加了其重量，导致海上布链作业难度上升，增加了系泊锚链经济成本，大大限制了其定位功能。
1动力定位控制系统概述动力定位系统为闭环模式，属于高新控制技术之一，被广泛应用在船舶作业中。
其最大的特点是无锚泊系统时，实时监测船舶实时位置与目标位置的偏差，结合自身计算能力，综合考虑外界流、浪、风等因素计算得到船舶前进到目标位置所需的动力，并将推力合理分配至船舶的推力器上，由其所属的各推力器产生对应大小的推力，使船尽量到达并稳定地保持在海平面的目标位置。
动力定位系统主要由推力系统、位置测量系统以及最重要的控制系统组成。
众所周知，海洋结构物运动的产生是波浪、推水力器、流和风等综合影响的结果。
其中，低频运动由水流、风、推力器和二阶波浪慢漂力造成;波频运动则是由一阶波浪引起的。
低频运动导致海洋结构物向远离原来的位置的方向缓慢漂浮，因此必须加以控制;波频运动则引起结构物发生高频往复运动。
当动力定位系统在对高频位移尝试进行控制时，会大大增加推力器系统的磨损和能耗，因此这种操作应当尽力避免。
动力定位系统概况汇总
船舶动力定位概况一、船舶为什么需要“动力定位系统”？长期以来，船舶在近浅海和内陆水域里，人们都是采用抛锚技术来保持船位在水面上相对稳定。
这种定位技术的最大特点就是：锚必须牢固地抓住水下的固定物体（陆基），并且一旦锚通过锚链将船舶的位置固定后，船上的推进设备及其辅助设施和相应的控制系统便停止运行，完全处于停电（电力推进）和停油、停气（柴油机推进）工况。
但是，随着地球上人口的急剧增加，科学技术的飞速发展，人们的生活水平日益提高，世界对能源的需求量越来越大。
陆地上资源的开采和供应日趋极限，甚至出现紧缺的态势。
这就迫使世界各国必须把经济发展的重点转移到海洋上。
因为占地球总面积2/3以上的浩瀚大海里，有极其丰富的海水化学资源、海底矿产资源、海洋大量资源和海洋生物资源。
可以预料，21世纪将是人类全面步入海洋经济的时代，人们对海洋的探索和开发的范围将越来越广，对海洋的探索和开发的手段也越来越先进，对海洋探索和开发的领域由近海浅海日趋向远海深海发展。
目的只有一个，就是将浩瀚大海里的资源开发出来，供人类充分使用。
因而，世界各国便随之研究开发出各式各样的、不同类型的深远海作业的浮式生产系统，诸如半潜式钻井平台、多用途石油钻井平台供应船、科学考察船和海洋资源调查船等等。
这些浮式生产作业系统有一个共同的特点：就是在浩瀚深邃的大海上，能够按照人们的要求将其位置稳定在地球的某个坐标范围里；就像抛锚定位那样，将这些浮动的作业体牢牢地锁定在人们期望的浩瀚深邃的大海的某个位置上。
这便进一步诱发了世界各国对深远海作业的浮式生产系统的定位技术和系泊方式的研究。
在一般的近浅海水深情况下，浮式生产系统的系泊定位主要采用锚泊系统。
但是，随着水深的增加，锚泊系统的抓底力减小，抛锚的困难程度增加。
同时，锚泊系统的锚链长度和强度都要增加，进而使其重量剧增，这必然使海上布链抛锚作业变得更加复杂，其定位功能也会受到很大的限制，定位的效果也不尽人意。
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船舶动力定位系统简述
摘要：伴随着深海技术的快速进步和发展，动力定位系统在海洋工程上面得到
了广泛的使用。
动力定位系统通过它的控制系统驱动着船舶的推进器来抵消风、
浪还有海流等作用于船上的环境外力，从而能够让船舶保持在确定的位置上或者
是沿着预期设定的航迹上航行。
我通过本文，对于国际海事组织还有国际海洋工
程承包商协会的动力定位系统定义和分级的要求进行了分析，在这样的基础之上，论述了国内外船舶动力定位系统的发展趋势还有它的应用情况，分析了动力定位
系统的组成还有其工作原理，对于动力定位系统的各种要求、控制的技术等等进
行了研究，并且提出了发展国产的动力定位系统应该采用的方法。
关键词：船舶电气动力；动力定位系统；控制的技术
引言
船舶的动力定位系统是一种闭环控制系统，它通过控制系统驱动船舶的推进
器来进行抵消海风、海浪还有暗流等作用于船上的环境外力，从而能够让船舶在
海平面要求的位置上稳定航行。
动力定位系统通过测量系统不断的检测船舶的实
际位置和目标位置的差距，然后再依据环境外力的影响计算出能够让船舶恢复到
目标位置上所需要的推力大小，从而对于整艘船的各处推进器进行推力的分配，
让各处的推进器产生相应的推力来进行克制海风、海浪和暗流等环境外力的影响，让船舶保持在正确的航海位置上或者是沿着预定的航迹进行航行。
1动力定位和电力推进系统的简述
1.1动力定位系统的组成和分类。
最开始的时候，国际海事承包商协会IMCA的《动力定位船舶设计和使用指南》当中，动力定位系统包括了三个部分：动力（power）、控制（control）还
有参考（references）。
动力可以再次被分成发电、配电还有用电（推进器系统）；控制指的是功率的管理系统，有着自动和手动两种方式，还有位置控制系统；参
考就是本意上的位置、环境还有船舶方位的传感器。
因为海上作业船舶对于动力定位系统的可靠性要求变得越来越高，国际海事
组织IMO还有各国的船级社对于动力定位系统都提出了非常严格的要求，除了在
各种环境条件下都能够具有的手动控制还有自动控制的基本要求之外，还制定了
三个等级标准，这样做的目的是对于动力定位系统的设计标准、必须要安装的设
备还有操作的要求和试验的程序以及文档给出相应的建议，从而能够降低动力定
位系统控制下的作业施工时候对于工作人员、船舶。
1.1.1设备的等级一：在单故障的情况下可能发生的定位失常。
1.1.2设备的等级二：有源组件或者是发电机、推进器、配电盘遥控阀门等系
统单故障的时候，不会产生定位失常的状况，但是当电缆、管道还有手控阀等静
态元件发生故障的时候可能会产生定位失常。
1.1.3设备的等级三：任何的单故障都不能够导致定位发生失常。
动力定位系统的分级主要是为了考虑设备的可靠性，从而保证DP安全可靠
的运行，避免在DP作业的时候对于工作人员、船舶还有其他的设备产生危害。
1.2电气推进系统的组成。
比较常见的船舶电气推进装置通常都是由下面几个部分组成的：原动机、发
电机、配电装置、变流装置、电动机、螺旋桨还有控制设备等等。
当前比较流行
的典型
1.2.1原动机和发电机。
原动机、发电机还有配电装置组成的电站能够给电气推进提供所需要的电能，原动机一般情况下是柴油机，也有可能使用汽轮机、燃气轮机、核动力还有燃料
电池等等。
依据不同的船型，电气推进可以通过独立的电站进行供电，也可以跟
船上的其他负载一起由公共的电站进行供电，这也就是通常所说的综合电气推进
系统。
1.2.2配电的装置。
配电的装置是给电气推进系统提供电能的分配并且对于设备、电网等提供保护。
船舶所用的配电装置一般情况是由主配电板、分配电板、马达控制中心还有
应急配电板等设备组成的。
根据电网的电压等级还有电制的需求，主配电板可以
采用高、中压配电板、低压配电板还有直流配电板等等形式。
1.2.3变流的装置。
变流的装置主要是进行控制和调整推进电机的速度，是船舶电气推进的核心
装置之一。
1.2.4电动机，
电动机是用来进行驱动螺旋桨的，电动机一般情况下是直流电机、交流异步
电机或者是同步电机，推进电机的功率从几百千瓦到几兆瓦，同步电机通常是用
在大功率推进当中。
1.2.5螺旋桨。
螺旋桨是用来将电机的驱动转矩转化成船舶的动力，因为电气推进系统可以
方便的改变电机的转速还有转向，所以使用电气推进的螺旋桨大多使用固定螺旋桨。
2动力定位系统的组成还有工作原理
船舶的动力定位系统主要是通过三个部分做成的：位置测量系统、控制系统
还有推力系统。
2.1测量系统
测量系统指的是获得船舶相应运动参数还有环境参数的传感器系统，主要有：提供船舶艏向的电罗经、提供船舶准确未知的DGPS、声学的定位系统、张紧索
等等，提供海上的风速还有风向变化的风向风速仪器，提供船舶姿态的垂向基准
传感器。
2.2推力系统
推力系统是动力定位系统执行的地方，包括了动力系统还有电气推进器。
推
力系统根据控制系统发过来的命令控制着推进器推力的大小还有方向，从而抵抗
外界环境的影响。
3电气推进系统的特点
3.1可以使用新型的高效推进器
电气推进是使用变速驱动的方式来进行改变船舶航速的，所以螺旋桨不需要
去进行任何控制，就可以使用固定的螺旋桨。
3.2推进性能得到了充分的提高
电气推进的调整范围比较大、反转快、起动转矩比较的大，既能够满足各种
船舶不同推进工作情况的性能需求，又能够充分的提高推进系统的生命力。
3.3节省有效空间
电气推进的最大好处就是可以把原动机和螺旋桨分开布置，这是跟柴油机直
接推进方式的最大区别。
电气推进的动力装置是柴油发电机组，它可以在整艘船
当中进行灵活的布置。
3.4节能环保
使用电气推进的船舶，因为柴油发电机组总是能够保证满载运行，没有轻载
的工作情况，效率报纸在最好的运行点上，耗油率比较的低，废物的排放比较少，能够很好的保护环境。
4动力定位系统的控制技术
整个动力定位系统的核心部分就是控制系统。
动力定位系统的精准度还有速
度直接是由控制系统的性能决定的。
所以怎么样去提高控制系统的性能变成了动
力定位系统发展的主要问题，这也标志着动力定位系统的发展水平。
4.1PID控制
PID控制是早起的动力定位系统控制技术的代表产物，按照经典的PID控制
为基础，分别得对船舶的三个自由度进行控制。
依据位置还有艏向的偏差来计算
推力的大小，然后产生推力达到船舶定位。
4.2LQG控制
LQG控制解决了定位控制当中因为滤波而导致的相位滞后的问题，并且在节能、安全的性能上比PID控制都有了很大的进步。
4.3智能控制
在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。
对许多复杂的系统，难以建立有效的数学模型和用常规的控制理论去进行定量计
算和分析，而必须采用定量方法与定性方法相结合的控制方式。
定量方法与定性
方法相结合的目的是，要由机器用类似于人的智慧和经验来引导求解过程。
智能
控制实在一定的程度上模仿了人的只能，是一种处理不确定性、非线性还有其他
不适定问题的控制方法。
有着抗干扰能力比较强、响应的速度快等特点。
结言
我们国家对于船舶的电气动力定位系统还在不断的研究当中，研究主要是集
中在船舶的运动模型、控制模型还有控制算法等方面。
最近几年里，伴随着我们
国家船舶与海洋工程快速的进步和发展，作为船舶和海洋平台运营的基础技术的
动力定位系统肯定会得到很大的重视还有发展。
参考文献：
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