深水半潜式钻井平台动力定位系统时域仿真模拟与模型试验

摘要

针对一个动力定位系统定位的深水半潜式钻井平台，建立了动力定位系统数值模拟模型，运用了PID控制理论、低通滤波器以及推进器分配方程对动力定位系统进行了仿真。同时，在哈尔滨工程大学深水水池中对该半潜式钻井平台进行了动力定位能力模型试验，试验采用1：50缩尺比模型，加载了推力器模拟系统，利用自主研发的界面控制程序与瑞典的位移测量系统研究模型在不同情况下的动力定位能力。对数值模拟与模型试验结果进行分析，给出了平台在完整工况与推进器部分失效状况时的运动响应与动力定位能力，环境载荷考虑了静水情况与不同风浪流载荷情况，将数值模拟计算结果与试验结果进行了对比。试验结果与计算结果均表明该平台定位能力满足要求。数值模型与试验模型切实可行，可用于动力定位系统的初步设计与仿真模拟。1%This paper creates an adaptable numerical model with control theory of PID and equations of low pass filter and thrusters allocation. Model test of the semisubmersible platform with dynamic position system is presented. The model is equipped with thruster simulation system, control program and motion capture system. Both experiment and calculation are used to analyze motion response of the platform with dynamic position system in intact and thruster failure conditions. The results show that the platform satisfies the requirements of rules and both the numerical model and model test are available to the analysis of DPS in time domain.