1. DP模拟器基础操作与场景加载验证

任务边界与验证对象

本例要完成的是“模拟器能不能正常用”这一件事:从冷启动到加载一个预设场景,确认船舶模型、初始状态、环境参数与场景文件都被正确读入,并从加载日志中提取可核对的关键参数。它不涉及控制精度评价,也不施加额外扰动——那些属于后续测试。判断标准是:加载日志中的参数与场景设定值一致,且模拟器进入可运行状态(时钟推进、船舶响应操作)。

操作前的准备清单

  • 确认模拟器版本与场景文件版本匹配(场景文件通常带有适用船型与软件版本标识,版本不符会导致部分参数被忽略或报错)。
  • 准备目标船舶模型:本例以一艘带首侧推、双尾推进器的供给船(示例船型,总长 78 m,DP 等级参照 DP2 配置)为对象。
  • 准备预设场景:SCN_CALM_BERTH01,含义为“无风无流、初始位置在码头外 50 m、艏向 000°”。
  • 准备记录手段:模拟器日志窗口或日志文件(常见为 sim_load.log),以及一张记录表。

启动与模型选择的实际操作

启动顺序建议固定为“先仿真内核、后操作台”,避免操作台先连接导致状态不同步:

  1. 启动仿真内核(Simulation Engine),等待其进入 READY 状态;此时尚未加载任何船舶,视图区应为空或显示占位网格。
  2. 启动 DP 操作台(Operator Station),确认与内核的连接状态为已连接;若显示未连接,先检查端口/进程配置,不要继续加载。
  3. 在船舶模型库中选择目标船型,加载后核对三项:船体主尺度、推进器配置数量、DP 控制通道数。三者与场景文件声明不一致时,场景中的推力分配参数会失配。
  4. 设置初始状态:位置(东向/北向偏移)、艏向、初始速度(本例取 0)、初始推力(本例取 0)。初始速度非零会让后续稳态测试的起点不干净,基础验证阶段应保持静止。
  5. 加载预设场景 SCN_CALM_BERTH01,观察加载进度与完成提示。
初始状态与场景文件可能同时定义位置和艏向。常见做法是“场景覆盖初始状态”,但不同模拟器的优先级不同。加载后必须用日志确认最终生效值,而不是假定哪一个优先。

加载日志的关键参数提取

加载完成后,从日志中定位以下字段并逐项核对。下表为示例场景的预期值(示例数据,用于说明核对方法,实际以所用模拟器输出为准):

日志字段含义场景设定值核对要点
VESSEL_MODEL加载的船舶模型标识PSV_78M_DP2与所选船型一致,无回退到默认船
THRUSTER_COUNT推进器数量42 尾推 + 1 首侧推 + 1 尾侧推
INIT_POS_E / INIT_POS_N初始东向/北向位置 (m)0 / 50与场景声明一致,符号方向正确
INIT_HEADING初始艏向 (°)0.0正北为 0°,顺时针为正
WIND_SPEED / WIND_DIR风速 (m/s) / 风向 (°)0.0 / —无风场景应为 0
CURRENT_SPEED流速 (m/s)0.0无流场景应为 0
SCENARIO_FILE场景文件名与版本SCN_CALM_BERTH01 v1.2版本与模拟器兼容
LOAD_STATUS加载结果OK出现 WARN 需逐条查明

基础功能可用性验证

日志核对通过只说明“读进来了”,还要证明“跑得动”。做三项最小验证:

  • 时钟推进:启动仿真,观察仿真时间从 0 开始递增,倍速切换生效。
  • 船舶响应:给一个小的手动推力或短时舵令,确认船位/艏向有对应变化,且变化方向与指令一致(这是坐标系符号约定的现场校验)。
  • 状态回读:操作台上的位置、艏向、推力显示与日志/内核状态一致,无跳变或冻结。
若日志出现 THRUSTER_COUNT 与场景声明不符的 WARN,不要直接进入后续测试。推力分配会按实际推进器数量重算,导致场景设定的分配结果失真,后续精度与响应测试的结论都不可信。
DP 模拟器基础加载链路与验证点 仿真内核启动 状态 → READY DP 操作台连接 连接状态 = 已连接 船舶模型选择 PSV_78M_DP2 初始状态设置 位置/艏向/速度=0 加载预设场景 SCN_CALM_BERTH01 v1.2 无风 · 无流 · 初始静止 加载日志核对(sim_load.log) VESSEL_MODEL = PSV_78M_DP2 THRUSTER_COUNT = 4 INIT_POS_E/N = 0 / 50 m INIT_HEADING = 0.0° WIND/CURRENT = 0.0 / 0.0 LOAD_STATUS = OK 可用性判定 ① 参数一致性 日志值 = 场景设定值,无 WARN ② 时钟推进 仿真时间递增,倍速切换生效 ③ 船舶响应 小推力指令 → 位置/艏向按约定方向变化 三项全通过 → 可进入后续测试

记录表与异常处置

把核对结果落成一张可复查的记录表,是这一例最直接的交付物。建议字段如下(示例行已填):

检查项期望实测结论
内核状态READYREADY通过
操作台连接已连接已连接通过
船型与推进器数PSV_78M_DP2 / 4PSV_78M_DP2 / 4通过
初始位置/艏向E0 N50 / 000°E0 N50 / 000°通过
环境参数风 0 / 流 0风 0 / 流 0通过
时钟与响应递增 / 方向正确递增 / 方向正确通过

常见异常与处置方向:

  • 日志中船型被替换为默认船:多为模型库路径未包含目标船型,或场景文件声明的船型标识拼写不一致。先比对标识字符串,再检查模型库加载路径。
  • 初始位置与场景不符:确认“场景覆盖初始状态”的优先级设置,或检查场景文件中的坐标系定义(东-北 vs 北-东)是否与操作台一致。
  • 时钟不推进:内核处于暂停或未进入运行态,检查是否只完成了加载而未下发启动指令。
  • 响应方向与指令相反:坐标系或艏向符号约定不一致,必须在进入精度测试前修正,否则后续偏差判读会整体反号。
本节的通过条件只有一条:日志参数与场景设定逐项一致,且时钟推进、船舶响应、状态回读三项最小验证全部成立。满足后即可把该场景作为后续定点保持与扰动响应测试的基准初始条件。