[发明专利]基于分段外推策略的锚泊系统动态响应估计方法

摘要

本发明提供的是一种基于分段外推策略的锚泊系统动态响应估计方法。对于含有复合成分的锚泊定位缆索，考虑到锚泊线自身所受重力、张力、海流力以及弹性伸长等因素的影响，基于分段外推的思想，求解整个锚泊系统的动态响应。从锚固点开始对各成分段进行划分，然后根据离散数值法，将各个成分段细分为不同的锚链单元，结合静力方程，求出各单元锚泊线张力与方向跨距，最后叠加得到总的垂向跨距并与水深进行比较，在满足精度条件的前提下即可得到整个锚泊线的静态特性。给定系统激励，利用样条插值对锚泊线静态特征曲线进行数值拟合，再由分布式系泊线与船艏间的夹角关系进行力的合成，由此便实现了锚泊系统的动态响应。

主权项

一种基于分段外推策略的锚泊系统动态响应估计方法，其特征是：包括传感器检测单元(1)、输入参数存储器(5)、垂向张力计算模块(8)、锚链分段计算模块(11)、精度比较器(12)、船位偏移计算模块(18)、数值拟合器(19)，传感器检测单元(1)通过水深测量仪(2)测量海水深度H、长度测量仪(3)测量锚泊线总长S、张力传感器(4)实时检测锚泊线顶端拉力T，还通过传感器(16)采集船舶坐标信息的位置；输入参数存储器(5)用于存储锚链属性，主要包括垂向跨距计算精度δ、锚链底端与海床夹角α；垂向张力计算模块(8)，首先通过触地点求解器(6)计算出当前锚链触地分段，若存在、即bt≠0，则将结果输送给锚链处理单元(9)，若不存在、即bt＝0，则渐增垂向锚力计算器(7)中的锚链夹角α，使锚爪垂向力产生数值R；锚链分段计算模块(11)根据垂向张力计算模块(8)的结果、联合静态特征量求解器(10)，对各分段单元进行两端竖向张力Ui、Li；横向跨距xi；垂向跨距zi这些特征量的计算，并将前段锚链端点作为下一段单元起点递推求解；精度比较器(12)，将水深H与锚泊线总的垂向跨距∑zi之间形成的偏差|H‑∑zi|与计算精度δ相比较，偏差若小于δ，则直接将水平位移与张力传递非数值拟合器(19)，偏差若大于δ，则重新对垂向张力计算模块(5)进行求解；船位偏移计算模块(18)，通过水平位移处理器(17)处理位置传感器(16)给出的纵向、横向位移；数值拟合器(19)采用三次样条插值对实时变化的船位水平偏移量(18)进行动态张力求解。