深海采矿船的协同控制策略◎唐慧妍1,2吴春秋3王海燕41.中国船舶集团有限公司第七一一研究所；2.船舶与海洋工程特种装备和动力系统国家工程研究中心；3.海军装备部驻上海地区第一军事代表室；4.上海海事大学商船学院摘要：深海采矿船作为采矿作业母船，即装备动力定位系统也装备采矿系统。深海采矿作业是主要工作模式，既要保证采矿作业的连续性，也要保证船舶及动力定位系统的安全性。协同控制能够协调不同系统之间的运行工况和能量使用，提高船舶的作业效率和经济性。当前，协同控制主要表现在两个方面：一是建立集中控制平台，将所有系统纳入统一监控；二是使用电能管理系统，对采矿作业设备、动力定位设备等实现电能优化分配和管理。采矿作业系统内部、采矿作业与船舶系统之间的协同控制，有助于提高作业效率，提升船舶能效，将成为重点研究领域。关键词：深海采矿船；采矿作业；协同控制；电能管理系统海洋中蕴藏着丰富的矿产资源,尤其镍、钴等金属是很多高新技术产业的核心元素[1]。大多数海洋矿产位于深海,深海采矿船是深海矿产开发的基本装备。采矿设备众多,需要连续、可靠工作,对深海采矿船的动力、电力系统的可靠性和安全性提出了较高要求[2]。深海采矿船上装有大量大功率负载,包括水下采矿系统、扬矿系统和水面支持系统等多个组成部分,需要对不同系统进行统一管理和调配船舶动力和电力系统,高效的实现各系统、设备的协同控制在深海采矿船舶中日益重要。通过协同控制策略不仅可以促进各系统的协同工作,而且能够达到优化管理和合理分配全船能量,有效提升船舶能效的目标。1.系统主要组成国际主流的深海采矿装备体系一般由水面支持系统（海面支持平台和矿物处理系统）、采矿机系统及扬矿系统构成,如图1所示[3]。1.1水面支持子系统水面支持子系统是水下采矿、矿浆提升和输送系统的支持平台,也是采矿设备的控制中心,对矿浆进行初步处理和短暂存储,适时转运至矿浆运输船,同时也是采矿工作人员的起居处所。水面支持系统一般可以分为船舶式和平台式两类。平台式水面支持系统没有自航能力,平台的移位需图1一般深海采矿系统流程图2管道提升系统示意78学术ACADEMICDOI:10.14125/j.cnki.zjsy.2023.02.008长时间作业,具备采矿、航行、生活保障等多种功能[6]。采矿船设备众多、系统复杂,需面对多种工作环境和状态。因此,采矿船的运行工况复杂,不同运行工况下需要各系统协同工作。在采矿作业方面,采矿船需要保持动力定位,控制、管理进行水下采矿作业,将海...
