船舶甲板吊放设备升沉补偿控制方法研究

发布时间：2024-04-12 02:53

　　船舶甲板吊放装备是海洋工程的核心装备之一,常用于在海洋环境中进行起吊作业。由于受到波浪的影响,导致船舶会产生起伏、前进、横漂、纵摇、横摇、艏摇及其耦合运动,尤其是升沉运动会给船舶甲板吊放装备的有效作业带来很大的干扰以及安全隐患。为了改善此情况,需要采用升沉补偿器进行有效的波浪升沉补偿。本文以不高于四级海况为作业条件,设计了一种复合式直线运动型升沉补偿系统。该系统采用主动缸与被动缸并联的方式工作,且采用了四倍增距结构。对系统进行了动力学的分析与建模,并基于系统伯德图进行了详细分析,结果表明所设计的系统的幅值裕度和相位裕度能满足设计要求。由于实际工程系统中船舶的位移数据的采集依赖于MRU传感器,考虑到MRU传感器具有时延,会导致控制系统的效果变差。故本文采用基于频谱分析的方法对船舶的升沉运动进行短时预报,并进行了仿真验证。考虑到从MRU传感器获得的信号会夹带着一定的系统噪声,因此本文采用了小波变换的方法对数据进行滤波处理。通过仿真计算,1s内的短时预报的误差率在3%以内,能满足工程需求。考虑到普通PID算法的补偿率达不到设计要求,故需选用其他更适合的算法。针对在工作过程中系统参数可能会发生...

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【部分图文】：

图1.1旋转型升沉补偿系统原理图

图1.1旋转型升沉补偿系统原理图.1所示，旋转型升沉补偿器的执行器通常为绞车。绞车作为执点，即补偿行程大，不受安装空间限制。但由于其绞车转动惯为滞后，控制起来较为困难。另外，当负载质量较大时，所需型升沉补偿系统的执行元件通常是液压缸。由液压缸驱动的直线原理如图1.2所示....

图1.2直线型升沉补偿系统原理图

图1.2直线型升沉补偿系统原理图2)按照动力供应来分类，升沉补偿系统可分为被动型、主动型和复合型。(1)被动型

图1.3被动型升沉补偿系统

3图1.3被动型升沉补偿系统型升沉补偿系统如图1.3所示。一般采用蓄能器来充当缓冲装置，气体，通常是氮气，另一部分是油液。可将其看做一个气液弹簧。，由于其基本无需输入额外能源，原理简单，易于实现，故应用广缺点是补偿率较低，滞后较大，只能针对特定的海况与负载起作用的变化时甚....

图1.4复合型升沉补偿系统

中科技大学硕士学位论系统的基本工作原理是，根据传感器检测到器进而达到主动补偿的效果，在工作中需补偿系统而言，主动型升沉补偿系统的补偿反馈控制。但其缺点是需要源源不断的提供来说，这成为一个无法忽视的缺点。系统[3]一般来说结合了主动型升沉补偿器和示。

本文编号：3951548