【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及海洋工程領域，尤其涉及一種海上風電運維船升沉運動預報方法。
技術介紹
1、海上風電機組運營一定時間后，需要依托運維船將運維人員投送到海上風電設施對其進行維護作業。然而，運維船出海水文氣象因素限制，由海浪擾動引起的運維船升沉運動嚴重影響海上風電運維作業的正常進行，例如大幅度的升沉運動導致作業人員登上風機基礎十分困難。只有在較平靜的海況條件下才能實現運維作業，作業時間窗口十分有限。因此，需要開發海上風電運維船升沉運動預報算法，進而研制登乘系統波浪補償裝置，擴大運維時間窗口，實現風電運維降本增效。
2、海上風電運維船的作業環境缺乏固定參考坐標系，難以直接記錄船舶運動的位移響應，通常測量其加速度響應。
技術實現思路
1、為解決上述問題，本技術方案提供一種海上風電運維船升沉運動預報方法。
2、為實現上述目的，本技術方案如下：
3、一種海上風電運維船升沉運動預報方法，基于加速度響應porny分解的運維船升沉運動短時預報新方法，包括如下步驟；
4、s1，運維船升沉運動響應構建；
5、s2，升沉運動加速度prony分解；
6、s3，升沉運動響應預報。
7、在一些實施例中，所述步驟s1還包括如下步驟；
8、s101，海上風電運維船作業時，在波浪作用下產生運動響應，達到穩定狀態后運維船運動頻率與波浪頻率一致，其升沉rao為：
9、
10、其中ηa為波浪中頻率為ω組分的波
11、s102,根據船舶rao計算升沉響應時，得到：
12、
13、其中，μm為波浪的第m個方向，am,n為第n個波浪成分在第m個方向的幅值，εm,n為第n個波浪成分在第m個方向的相位，εzη(ωn,μn)為相位差；
14、s103，對步驟s102合并，得到船舶升沉響應式：
15、
16、其中，an為第n個波浪成分引起的響應幅值，φn為第n個波浪成分引起響應的相位。
17、在一些實施例中，所述步驟s2還包括如下步驟：
18、s201，采用測量加速度相應確定坐標系，根據步驟s103，將實測加速度響應數據表示為得指數形式，得到：
19、
20、其中，p為分解階次；γn為留數，且有λn為極值λn＝-αn+iωn；bn為幅值，θn為相位角，αn為衰減系數，ωn為頻率；
21、s202，運維船測得的加速度數據為離散值，令對于離散加速度響應值yk＝y(kδt)，其prony分解為：
22、
23、其中，δt為采樣時間間隔；
24、s203，采用一階差分方程代替步驟s202的公式，并求解該式特征值，最后構建hankel矩陣，得到：
25、
26、其中，μ和ν分別為hankel矩陣的行數和列數；
27、s204，分別將k＝0和k＝1代入步驟s203公式中，并對h(0)進行svd，從而采用h(0)的svd分解表示h(1)，得到：
28、
29、其中，u1和v1為正交矩陣，σ1為h(0)奇異值構成的對角矩陣，a為系統矩陣；
30、s205，對步驟s204公式同時左乘和右乘得到系統矩陣為：
31、
32、s205，對系統矩陣a進行特征值分析，其特征值為步驟s202中的zn，從而得到步驟s202中prony分解的極值為：
33、
34、s206，將步驟s205的公式代入步驟s202中，得到運維船升沉加速度響應的極值。
35、在一些實施例中，所述步驟s3還包括如下步驟：
36、s301，將prony分解得到的加速度響應極值和留數代入步驟s201式中，通過歐拉公式將運維船升沉加速度響應表示為三角函數形式，得到：
37、
38、s302，運維船加速度響應為實數，對應的極值和留數為共軛復數，故步驟s301式中的虛部分會相互抵消，對比步驟s103中的公式，有如下關系p＝2n，進而得到運維船升沉響應加速度的三角函數表示為：
39、
40、s303，根據歐拉公式，將步驟s302的公式寫成如下形式：
41、
42、s304，對步驟s303公式進行積分，得到船舶升沉運動的速度為：
43、
44、其中，c1為積分常數；
45、s305，對步驟s304公式進行積分，得到船舶升沉運動的位移響應為：
46、
47、其中
48、s306，對前一段時間運維船升沉運動的加速度響應數據進行prony分解，得到對應的極值和留數，通過極值和步驟s305的留數計算式的幅值、頻率和相位，從而預測后一段運維船升沉運動響應，步驟s305的公式中的積分常數為趨勢項，在預測運維船升沉運動響應可以直接去除。
49、本申請有益效果為：
50、對于步驟s1，本專利技術采用rao構建海上風電運維船升沉運動數學模型，奠定基于加速度預測位移響應的基礎；
51、對于步驟s2，本專利技術采用prony方法對實測升沉加速度響應進行分解，獲取加速度的極值和留數，通過極值和留數表征加速度響應；
52、對于步驟s3，本專利技術構建極值和留數與三角函數參數的數學關系，并采用積分方式由升沉加速度數據得到升沉位移響應。
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1.一種海上風電運維船升沉運動預報方法，其特征在于，基于加速度響應Porny分解的運維船升沉運動短時預報新方法，包括如下步驟；
2.根據權利要求1所述的一種海上風電運維船升沉運動預報方法，其特征在于：所述步驟S1還包括如下步驟；
3.根據權利要求2所述的一種海上風電運維船升沉運動預報方法，其特征在于：所述步驟S2還包括如下步驟：
4.根據權利要求3所述的一種海上風電運維船升沉運動預報方法，其特征在于：所述步驟S3還包括如下步驟：
【技術特征摘要】
1.一種海上風電運維船升沉運動預報方法，其特征在于，基于加速度響應porny分解的運維船升沉運動短時預報新方法，包括如下步驟；
2.根據權利要求1所述的一種海上風電運維船升沉運動預報方法，其特征在于：所述步驟s1還包括如下...
【專利技術屬性】
技術研發人員：盧洪超，晏志清，陳超核，
申請(專利權)人：江龍船艇科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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