主动式升沉补偿技术研究现状和发展趋势
发布时间：2021-10-26 04:06
随着深海能源的开发,深海更加恶劣的环境使海上作业窗口期缩短,主动式升沉补偿装置可以有效解决深海作业窗口期短的问题,保障深海作业的安全,提高深海作业的效率,具有很高的经济价值。本文介绍主动式升沉补偿系统的组成及工作原理,总结主动式升沉补偿系统的响应滞后、参数时变、随机性、非线性4个技术难点,分析目前的研究思路,指出优点及其不足之处,并根据工业需求提出技术发展趋势。
【文章来源】：舰船科学技术. 2020,42(21)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
主动式升沉补偿系统原理图[11]Fig.1Schematicofactiveheavecompensationsystem
愕贾麓?车?PID控制方法不足以满足海上作业日益提高的性能要求，因此越来越多的学者开始对主动式升沉补偿系统大滞后、参数时变、随机性以及非线性这4个难点展开研究。2.1响应滞后系统的响应滞后指的是当给定信号输入系统时，系统由于自身的惯性或者存在纯延迟环节导致系统的输出不能及时的跟随给定信号。为了能够让系统输出的更加及时，需要弥补这段响应滞后的时间。针对主动式升沉补偿系统响应滞后问题，可以利图1主动式升沉补偿系统原理图[11]Fig.1Schematicofactiveheavecompensationsystem图2主动式升沉补偿系统组成[14]Fig.2Activeheavecompensationsystemcomposition第42卷段玉响，等：主动式升沉补偿技术研究现状和发展趋势·77·
?驹?硎?对一系列按照时间顺序采集到的动态随机数据建立最优时间序列模型，然后基于此模型预报未来有限长度的数据序列。时间序列模型主要有ARMA（AutoRe-gressiveMovingAverage）模型和AR（AutoRegressive）模型，其中由于AR模型具有计算量相对较小，容易实现，对设备的要求少等特点，使其在工程中具有很好的实用价值[22]。曾智刚、王允峰等[23–24]采用了AR预测模型对船舶的升沉、横摇与纵摇运动进行了预报，通过仿真验证了此预测算法对于极短期（3～7s）图3AHC复合控制系统结构[16]Fig.3AHCcompositecontrolsystemstructure图4Smith预估补偿控制基本思想Fig.4Smithpredictorcontrol·78·舰船科学技术第42卷
【参考文献】：
期刊论文
[1]用于船舶升沉运动估算的自适应数字滤波器[J]. 陈琦,李格伦,李智刚. 中国惯性技术学报. 2018(04)
[2]深海能源开发现状和前景研究[J]. 何琦,汪鹏. 海洋开发与管理. 2017(12)
[3]海上风电场运维设备发展概述[J]. 王建彪,张恭. 广东造船. 2017(05)
[4]波浪补偿技术现状和发展趋势[J]. 王哲骏,谢金辉,高剑,邓智勇. 舰船科学技术. 2014(11)
[5]浮式钻井钻柱升沉补偿概述[J]. 陈祖波,吕岩,李志刚,高杭. 石油矿场机械. 2011(10)
[6]单神经元PID的波浪补偿系统自适应控制与仿真[J]. 徐小军,陈循,尚建忠,何平. 机械与电子. 2009(08)
[7]液压绞车主动升沉补偿控制研究[J]. 魏素芬,杨文林,张竺英. 液压与气动. 2009(07)
[8]动力定位控制系统研究[J]. 周利,王磊,陈恒. 船海工程. 2008(02)
[9]深海采矿升沉补偿系统的自调整模糊控制仿真[J]. 邱显焱,刘少军,朱浩,胡京明. 中南大学学报(自然科学版). 2006(04)
[10]基于自回归模型的船舶姿态运动预报[J]. 马洁,韩蕴韬,李国斌. 舰船科学技术. 2006(03)
博士论文
[1]波浪运动升沉补偿液压平台关键问题试验研究[D]. 曾智刚.华南理工大学 2010
[2]深海采矿装置智能升沉补偿系统的研究[D]. 肖体兵.广东工业大学 2004
硕士论文
[1]船用起重机主动式波浪补偿系统关键技术研究[D]. 宁献良.哈尔滨工程大学 2017
[2]船用起重机主动升沉补偿控制系统研究[D]. 刘贤胜.哈尔滨工程大学 2016
[3]船舶吊装补给主动式升沉补偿系统控制策略研究[D]. 叶建.武汉理工大学 2013
[4]深海采矿升沉运动补偿神经网络参数自适应控制研究[D]. 李卫华.广东工业大学 2011
[5]主动式波浪补偿系统时滞行为控制技术研究[D]. 张兴茂.国防科学技术大学 2010
[6]船舶纵横摇和升沉运动预报方法研究[D]. 王允峰.哈尔滨工程大学 2010
[7]主动式波浪补偿控制系统设计关键技术研究[D]. 董睿.国防科学技术大学 2009
[8]主动式波浪补偿控制系统研究[D]. 何平.国防科学技术大学 2007
本文编号：3458794
【文章来源】：舰船科学技术. 2020,42(21)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
主动式升沉补偿系统原理图[11]Fig.1Schematicofactiveheavecompensationsystem
愕贾麓?车?PID控制方法不足以满足海上作业日益提高的性能要求，因此越来越多的学者开始对主动式升沉补偿系统大滞后、参数时变、随机性以及非线性这4个难点展开研究。2.1响应滞后系统的响应滞后指的是当给定信号输入系统时，系统由于自身的惯性或者存在纯延迟环节导致系统的输出不能及时的跟随给定信号。为了能够让系统输出的更加及时，需要弥补这段响应滞后的时间。针对主动式升沉补偿系统响应滞后问题，可以利图1主动式升沉补偿系统原理图[11]Fig.1Schematicofactiveheavecompensationsystem图2主动式升沉补偿系统组成[14]Fig.2Activeheavecompensationsystemcomposition第42卷段玉响，等：主动式升沉补偿技术研究现状和发展趋势·77·
?驹?硎?对一系列按照时间顺序采集到的动态随机数据建立最优时间序列模型，然后基于此模型预报未来有限长度的数据序列。时间序列模型主要有ARMA（AutoRe-gressiveMovingAverage）模型和AR（AutoRegressive）模型，其中由于AR模型具有计算量相对较小，容易实现，对设备的要求少等特点，使其在工程中具有很好的实用价值[22]。曾智刚、王允峰等[23–24]采用了AR预测模型对船舶的升沉、横摇与纵摇运动进行了预报，通过仿真验证了此预测算法对于极短期（3～7s）图3AHC复合控制系统结构[16]Fig.3AHCcompositecontrolsystemstructure图4Smith预估补偿控制基本思想Fig.4Smithpredictorcontrol·78·舰船科学技术第42卷
【参考文献】：
期刊论文
[1]用于船舶升沉运动估算的自适应数字滤波器[J]. 陈琦,李格伦,李智刚. 中国惯性技术学报. 2018(04)
[2]深海能源开发现状和前景研究[J]. 何琦,汪鹏. 海洋开发与管理. 2017(12)
[3]海上风电场运维设备发展概述[J]. 王建彪,张恭. 广东造船. 2017(05)
[4]波浪补偿技术现状和发展趋势[J]. 王哲骏,谢金辉,高剑,邓智勇. 舰船科学技术. 2014(11)
[5]浮式钻井钻柱升沉补偿概述[J]. 陈祖波,吕岩,李志刚,高杭. 石油矿场机械. 2011(10)
[6]单神经元PID的波浪补偿系统自适应控制与仿真[J]. 徐小军,陈循,尚建忠,何平. 机械与电子. 2009(08)
[7]液压绞车主动升沉补偿控制研究[J]. 魏素芬,杨文林,张竺英. 液压与气动. 2009(07)
[8]动力定位控制系统研究[J]. 周利,王磊,陈恒. 船海工程. 2008(02)
[9]深海采矿升沉补偿系统的自调整模糊控制仿真[J]. 邱显焱,刘少军,朱浩,胡京明. 中南大学学报(自然科学版). 2006(04)
[10]基于自回归模型的船舶姿态运动预报[J]. 马洁,韩蕴韬,李国斌. 舰船科学技术. 2006(03)
博士论文
[1]波浪运动升沉补偿液压平台关键问题试验研究[D]. 曾智刚.华南理工大学 2010
[2]深海采矿装置智能升沉补偿系统的研究[D]. 肖体兵.广东工业大学 2004
硕士论文
[1]船用起重机主动式波浪补偿系统关键技术研究[D]. 宁献良.哈尔滨工程大学 2017
[2]船用起重机主动升沉补偿控制系统研究[D]. 刘贤胜.哈尔滨工程大学 2016
[3]船舶吊装补给主动式升沉补偿系统控制策略研究[D]. 叶建.武汉理工大学 2013
[4]深海采矿升沉运动补偿神经网络参数自适应控制研究[D]. 李卫华.广东工业大学 2011
[5]主动式波浪补偿系统时滞行为控制技术研究[D]. 张兴茂.国防科学技术大学 2010
[6]船舶纵横摇和升沉运动预报方法研究[D]. 王允峰.哈尔滨工程大学 2010
[7]主动式波浪补偿控制系统设计关键技术研究[D]. 董睿.国防科学技术大学 2009
[8]主动式波浪补偿控制系统研究[D]. 何平.国防科学技术大学 2007
本文编号：3458794
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