海洋船载电驱动绞车主动升沉补偿控制方法研究

发布时间：2017-11-14 12:02

本文关键词：海洋船载电驱动绞车主动升沉补偿控制方法研究

【摘要】：随着人口数量快速增长、陆地资源越来越匮乏和环境不断恶化,世界各国聚焦蕴藏着丰富矿产资源的海洋。在深海进行海洋资源勘探和开发,都需要专门的海洋工程设备来完成,其中具有主动升沉补偿功能的海洋船载绞车是有效实现精密贵重的海洋资源勘探与开发装备收放的关键甲板机械装备,而目前我国这类绞车主要依赖进口。因此,开展电驱动海洋绞车主动升沉补偿机理与控制技术的研究,提升我国海洋装备研发能力和技术水平。具体研究工作如下:(1)综述了绞车主动升沉补偿技术的国内外现状与发展趋势,以交流变频驱动海洋船载绞车为研究对象,探讨了海洋船载电驱动绞车整体结构与工作原理,分析了海洋船载电驱动绞车的主动升沉补偿原理,为了克服补偿系统大滞后性、扰动的随机性,提出带超前预测的“前馈-反馈”复合控制策略。(2)研究了海洋船载电驱动绞车收放过程中的影响因素问题,开展其控制系统建模与仿真研究,建立起电驱动绞车控制系统的传递函数,并深入分析了下放缆绳长度、负载重量、缆绳直径等参数对收放负载运动的影响。仿真结果表明:下放缆绳长度、负载重量、缆绳直径的变化均会引起绞车收放负载运动位移幅值、震荡周期的变化,为实现海洋船载电驱动绞车主动升沉补偿控制提供理论依据。(3)运用时间序列分析技术,建立了母船升沉运动预测模型,采用带超前预测的“前馈-反馈”复合控制策略,建立起海洋船载电驱动绞车主动升沉补偿预测PID复合控制系统Simulink仿真模型,通过比较PID控制、预测PID复合控制的仿真结果,验证了预测PID复合控制对电驱动绞车主动升沉补偿控制的有效性,并深入分析了在复合控制策略下下放缆绳长度、负载重量、缆绳直径等参数对收放负载运动的影响。(4)分析海洋船载电驱动绞车主动升沉补偿控制系统实验方案,基于PLC、变频技术、伺服驱动技术,完成海洋绞车主动补偿控制系统实验平台设计;采用组态软件开发海洋绞车主动补偿控制系统监控软件。
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U664.44;TP273

【参考文献】

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