[发明专利]半潜式海洋钻井平台定力定位控制实验方法及机械体

权利要求书

1.一种半潜式海洋钻井平台动力定位控制实验方法，其特征在于：包括动力定位控制仿真平台和动力定位控制系统；所述的动力定位控制系统包括测量系统（5）、上位机（1）、动力分配系统（2）、钻井平台推进系统（3）和数据采集系统（4），上位机（1）、动力分配系统（2）、钻井平台推进系统（3）和数据采集系统（4）依次相连接组成闭环系统，测量系统（5）与上位机（1）相连接；包括如下步骤：

步骤a，通过动力定位控制仿真平台进行计算机仿真测试，为下一步物理实验做准备；

步骤b，测量系统（5）进行数据测量，并将测得的数据上传至上位机（1）；

步骤c，上位机（1）根据测量系统（5）测量的数据运行空间控制算法，并将数据下发给动力分配系统（2）；

步骤d，动力分配系统（2）根据上位机（1）下发的数据，为每一个推进器（11）计算期望速度和方向，并下发给钻井平台推进系统（3）；

步骤e，钻井平台推进系统（3）将动力分配系统（2）计算的期望速度和方向与实际的速度和方向相匹配，并进行调整；

步骤f，数据采集系统（4）对钻井平台推进系统（3）的实际速度和方向进行测量，并将测量结果上传给上位机（1）；

步骤g，上位机（1）通过数据采集系统（4）采集的数据，运行实时监控算法；

所述的上位机（1）中设有滤波器模块、状态估计器模块、动力定位控制算法模块和误差分析模块；所述的空间控制算法包括如下步骤：

步骤2001，程序初始化；

步骤2002，读取测量数据；

上位机（1）读取测量系统（5）测量的位置数据；

步骤2003，运行滤波算法；

启动上位机（1）中的滤波器模块，运行滤波算法；

步骤2004，运行状态估计算法；

启动上位机（1）中的状态估计器模块，运行状态估计算法；

步骤2005，运行动态定位控制算法；

启动上位机（1）中的动力定位控制算法模块，运行动力定位控制算法；

步骤2006，启动误差分析模块；

启动上位机（1）中的误差分析模块，并进行误差分析；

误差2007，误差绝对值是否小于阈值；

误差分析模块分析判断误差绝对值是否小于阈值，如小于阈值，则实验测试成功；如大于阈值，则进入下一步；

步骤2008，时间是否大于阈值；

误差分析模块分析判断时间是否大于阈值，如小于阈值，则返回步骤2002；如大于阈值，则进入下一步；

步骤2009，停止并修改算法。

2.根据权利要求1所述的半潜式海洋钻井平台动力定位控制实验方法，其特征在于：步骤a中所述的仿真测试包括如下步骤：

步骤1001，系统初始化；

步骤1002，ADAMS建模；

启动ADAMS程序，并进行钻井平台动力学建模；

步骤1003，设计算法；

启动MATLAB Simulink程序，开发半潜式海洋钻井平台动力定位控制算法设计环境，提供信号滤波设计、速度估计算法设计、动力定位控制算法设计和动力分布设计等模块；

步骤1004，设计状态估计器；

在MATLAB Simulink模块中设计状态估计器；

步骤1005，设计动力定位控制算法；

在MATLAB Simulink模块中设计动力定位控制算法；

步骤1006，启动误差分析模块；

在MATLAB Simulink模块中设计误差分析模块，启动误差分析模块，进行误差分析；

步骤1007，误差是否满足精度，

误差分析算法模块分析判断误差满足精度，如满足，则仿真测试成功；如不满足，则进入下一步；

步骤1008，时间是否大于阈值；

误差分析算法模块判断时间是否大于阈值，如小于阈值，则返回步骤1004；如大于阈值，则进入下一步；

步骤1009，停止并修改算法。

3.根据权利要求1所述的半潜式海洋钻井平台动 力定位控制实验方法，其特征在于：所述的测量系统（5）包括同时与上位机（1）相连接的GPS定位系统、电罗经位置测量系统、风速传感器、流传感器和风浪传感器，GPS定位系统包括位置测量摄像机和地图。