我国的海洋资源极其丰富，坐拥渤海、黄海、东海、南海四大海域，据有关部门 精确测量，我国的海洋国土面积接近 300 万平方公里，将近陆地面积的三分之一。尤 其是其中的南海海域，其面积最大，海洋资源最为丰富，除了宽泛的海上运输航线和 军事价值外，南海还蕴藏着丰富的石油天然气资源，据初步估算海底石油蕴藏量高达 二百亿吨。国家对于水上作业技术的提高非常迫切。

21 世纪，全人类对于海洋价值的认识逐渐深化，海洋工程的各类问题逐步发展 成为重点课题，管道铺设、海底安装与维护、化石能源的开采与储存等等相关热点问 题对设备本身的操作和定位有着越来越高的要求，动力定位系统作为一个重要的支撑 课题应运而生。

传统的海洋船舶系泊普遍采用多点锚泊系统，其缺点是只能应用于一般水深情 况，对于深水区传统的锚泊系统抓地力不够，对锚链的强度以及长度要求都太高，作 业更为复杂，加上造价安装的费用问题等等使得传统锚泊系统受到很大限制。故而动 力定位系统应运而生，在相关领域获得较大的应用。虽然相比较传统的锚泊系统，动 力定位系统的造价和维护费用较高，但是动力定位系统的适应性及其广泛，机动性能 良好，还可以省去平台拖航、起抛锚等等作业费用。不得不说的是，当水深超过 3000m 时，传统的锚泊系统绝对无法工作，而动力系统最大的优势在于其不受水深的影响。 况且，动力定位系统比传统的锚泊系统更能应对恶劣的海况，可望达到全球全天候的 工作能力，这是传统的锚泊系统无法想象的。所以动力定位系统的市场前景相当广泛， 这和他极大的应用范围是匹配的。但是我国的动力定位系统的相关领域产品较为依赖 于进口市场，所以对于动力定位系统的研究是具有战略意义的，推力分配问题是其研 究工作的重中之重，所以也是现今的当务之急。

1。2 国内发展状况

1。3 推力分配的发展趋势

图 1-1 DP 船

推力分配本质上其实是一个非线性最优化问题。这个非线性最优化问题的输入是 控制器所产生的推力和力矩命令，而输出则是底层的各个推进器的推进指令，最基本 的映射关系普遍以最小化功率为主要目标，同时必须满足力的平衡等等的约束条件。 非线性最优化问题，在很多工程领域都有相关的研究，可谓当今的热点问题，在经济、 金融等领域也相当常见，此类问题的研究[3]。近年来，学科间的交流使得各种最为先 进的新型智能算法被引入推力分配问题，取得较为理想的效果。我们可以预想，以后 将会有更多更为先进和成熟的理论模型以及优化方法被引入到推力分配问题的解决 中，使得我们在相关问题上面的技术更加可靠、经济和容易操作。

1。4课题研究内容

船舶的动力定位系统在船舶航行时作为重要系统，其执行机构推进器的的推力分 配受到指令支配，并作出相应动作（转速、方向）。不同种类的推进器，因其安装位 置和功能不同，对应的推力分配也不同。本论文的主要目标是在保证动力定位系统的

量能消耗最小的情况下，考虑其机器磨损和应对问题的解决办法，在海上遇到各种突 发情况和天气情况对五个推进器作出相应的推力分配。

通过查阅国内外文献和网页的相关理论研究，对于带有禁止区和破坏区的方位推 进器和以螺旋桨/舵组合为主要推力的推力分配问题，国内外研究都相对比较少，但 是大型的船舶工程中都用到这种组合，因此本论文主要针对这个问题展开研究，对船 舶的推力器进行优化推力分配。本论文主要用二次规划法[2]解决问题。在测试环境条 件下，带入不同的参数进行系统仿真，可以得到问题的解决方法，这说明，二次规划 法才是解决这种问题的主要方法。论文的剩下章节内容具体如下。