[发明专利]一种水上平台动力定位系统核心操控策略验证的试验平台

说明书

本发明涉及一种水上平台动力定位系统核心操控策略验证的试验平台，该试验平台包括离岸部分及岸基部分；离岸部分包括：试验载体、推进器系统、电力系统、测量系统、数据处理及驱动系统、离岸无线通信模块、遥控接收模块；岸基部分包括：主控系统、监控系统、岸基无线通信模块、遥控器。离岸无线通信模块与岸基无线通信模块配套使用，遥控接收模块与遥控器配套使用。本发明试验载体为无人船舶或其他水上平台，而非纯数值形式的动力学模型，其位置、姿态、环境信息均通过传感器采集得到，可以实时提供真实的航行数据，动力定位操控策略功能、性能验证具有很强的真实性、可信性。本发明控制系统与载体分离，极大地方便了操控策略调试及升级，缩短操控策略验证周期。

技术领域

本发明属于动力定位系统研究领域，具体涉及一种无人船舶或其他水上平台动力定位系统核心操控策略验证的试验平台。

背景技术

随着海洋的开发不断向着深远海扩展，传统的锚泊系统由于其自身的局限性，已经不能满足深远海船舶及海上平台的定位作业要求。传统的锚泊系统利用锚爪抓住海底淤泥，来抵抗外界对于船舶的干扰，其缺点是：定位精度不够，其准确性与水深成反比；机动性差，一旦抛锚，当需重新定位时，收锚重新定位抛锚过程繁琐；其应用受到水深及海底情况限制。动力定位系统克服了以上缺点，满足远海定位作业需求逐渐发展起来。

动力定位系统是指船舶或海上平台依靠自身的动力，如：推进器、侧推、舵等，结合测量系统反馈信息，在控制系统的指挥下抵抗外界干扰，保持自身航向及位置，使船舶悬停在特定位置或沿着设定航迹航行。它具有不受水深限制、定位准确、使用灵活等有点。

动力定位系统操控策略研究中，主要有3种有效性验证方法，包括：数值仿真验证、模型试验验证、实物试验验证。其中，数值仿真验证由于其建模多依赖于经验公式，不能完全体现船舶及海上平台的水动力特性，该方法多用于动力定位系统功能验证；实物试验验证作为最直接的验证方法，受限于试验成本高、周期长、风险大等因素，难以作为动力定位系统研究及验证的主要方法；模型试验验证方法有效解决了这两种试验方法的弊端与矛盾，采用小型化实体模型作为试验载体，可以充分体现试验平台的水动力特性，并且试验可在水池或湖泊进行，大大降低了试验成本、缩短试验周期。因此，设计一种实用、安全、易用的动力定位试验平台，将极大地促进动力定位系统的研究工作。

经现有技术检索，未检索到与本专利相近技术方案。

发明内容

本发明为提高动力定位系统核心操控策略设计的高效性、实用性、可信性，提出一种水上平台动力定位系统核心操控策略验证的试验平台。该试验平台在保障试验安全的前提下，既能真实、快速地对动力定位系统算法进行试验验证，又能便捷、高效地开展操控策略算法的调试及升级。本发明可为动力定位系统功能、性能验证提供真实可信的数据，可大幅地降低研发周期及试验成本。

本发明的上述目的通过如下技术方案来实现：

一种水上平台动力定位系统核心操控策略验证的试验平台，其特征在于：该试验平台包括离岸部分及岸基部分；离岸部分包括：试验载体、推进器系统、电力系统、测量系统、数据处理及驱动系统、离岸无线通信模块、遥控接收模块；岸基部分包括：主控系统、监控系统、岸基无线通信模块、遥控器；

所述试验载体为能进行自由航行的动力定位操控策略控制对象，试验载体选用无人船舶或其他水上平台，其用于搭载离岸部分的所有组成部分；

所述推进器系统，用于为试验载体提供动力；

所述电力系统，用于为离岸部分所有组成部分提供电力供应；

所述测量系统包括位置测量传感器、姿态测量传感器、艏向测量传感器、环境测量传感器；位置测量传感器，用于实时提供试验载体的位置信息；姿态测量传感器，用于实时提供试验载体的纵横摇信息；艏向测量传感器，用于实时提供试验载体的艏向信息；环境测量传感器，用于实时提供试验载体相对于风的速度及方向信息；