本发明涉及系泊系统技术领域，具体是一种应用于系泊系统的设计方法。
背景技术：
近浅海观测网的传输节点由浮标系统、系泊系统和水声通讯系统组成(如图1所示)。某型传输节点的浮标系统可简化为底面直径2m、高2m的圆柱体，浮标的质量为1000kg。系泊系统由钢管、钢桶、重物球、电焊锚链和特制的抗拖移锚组成。锚的质量为600kg，锚链选用无档普通链环，近浅海观测网的常用型号及其参数在附表中列出。钢管共4节，每节长度1m，直径为50mm，每节钢管的质量为10kg。要求锚链末端与锚的链接处的切线方向与海床的夹角不超过16度，否则锚会被拖行，致使节点移位丢失。水声通讯系统安装在一个长1m、外径30cm的密封圆柱形钢桶内，设备和钢桶总质量为100kg。钢桶上接第4节钢管，下接电焊锚链。钢桶竖直时，水声通讯设备的工作效果最佳。若钢桶倾斜，则影响设备的工作效果。钢桶的倾斜角度(钢桶与竖直线的夹角)超过5度时，设备的工作效果较差。为了控制钢桶的倾斜角度，钢桶与电焊锚链链接处可悬挂重物球。系泊系统的设计问题就是确定锚链的型号、长度和重物球的质量，使得浮标的吃水深度和游动区域及钢桶的倾斜角度尽可能小。
技术实现要素：
本发明为克服上述情况不足，旨在提供一种能解决上述问题的技术方案。
一种应用于系泊系统的设计方法，包括以下步骤：
(1)设水平方向上的风力Ff为主动力，以锚和锚链连接点所在位置为坐标原点，以海床为X轴，以垂直于海床方向为Y轴，建立广义坐标系并绘制坐标示意图；
(2)从浮标开始由上至下进行受力分析，依次建立浮标、钢管、钢桶、重物球、锚链的虚功方程；
(3)根据浮标、钢管、钢桶、重物球、锚链的虚功方程求出浮标、钢管、钢桶、重物球、锚链的约束虚位移方程。
(4)从广义坐标系构造出目标函数；
(5)根据目标函数求解由虚功方程和约束虚位移方程构成的非线性方程组，计算出锚链、钢桶、钢管的倾斜度、浮标入水深度以及浮标的浮动范围。
进一步的，所述浮标、钢管、钢
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