主動(dòng)式波浪補(bǔ)償?shù)鯔C(jī)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、海洋工程裝備是國(guó)家大力支持的重大技術(shù)裝備之一,其快速健康發(fā)展將成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。本論文研究的具有主動(dòng)式波浪補(bǔ)償控制系統(tǒng)的吊機(jī)是高技術(shù)和高附加值船舶輔助設(shè)備中的一種,能夠補(bǔ)償?shù)鯔C(jī)作業(yè)時(shí)因海風(fēng)、海浪、洋流等作用引起補(bǔ)給船與被補(bǔ)給船的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。從而保證在復(fù)雜的海洋環(huán)境中海上作業(yè)安全順利進(jìn)行,對(duì)其研究不僅具有廣闊的經(jīng)濟(jì)價(jià)值同時(shí)也具有重大的社會(huì)意義。
　　本論文首先介紹了國(guó)內(nèi)外波浪補(bǔ)償控制系統(tǒng)研究背景,分析了主動(dòng)式和被動(dòng)式波浪補(bǔ)償

2、系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn),確定了采用主動(dòng)式綜合補(bǔ)償裝置的吊機(jī)作為本論文的研究對(duì)象。介紹了主動(dòng)式波浪補(bǔ)償系統(tǒng)的基本原理,設(shè)計(jì)了波浪補(bǔ)償機(jī)構(gòu);對(duì)船舶姿態(tài)運(yùn)動(dòng)預(yù)報(bào)經(jīng)行了分析,采用了時(shí)間序列分析法進(jìn)行前饋補(bǔ)償控制;確定了液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方案,采用了負(fù)載敏感控制技術(shù),設(shè)計(jì)了波浪補(bǔ)償?shù)鯔C(jī)的液壓系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了速度控制和張力控制,給出了吊機(jī)纜繩張力的計(jì)算方法。
　　研究并建立了波浪補(bǔ)償?shù)鯔C(jī)液壓系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,建立了閥控液壓馬達(dá)數(shù)學(xué)模型,液壓馬達(dá)的速度控制與吊機(jī)纜繩張

3、力控制采用了偽微分(PDF)控制算法,分析了工程應(yīng)用中遇到飽和情況的解決方案,通過(guò)抗積分飽和的方法來(lái)處理。通過(guò)Simulink仿真表明,系統(tǒng)采用PDF控制,具有響應(yīng)速度快的優(yōu)良特性,更好地滿(mǎn)足了波浪補(bǔ)償控制系統(tǒng)的要求。
　　最后搭建力矩電機(jī)試驗(yàn)平臺(tái)來(lái)模擬波浪補(bǔ)償?shù)鯔C(jī)的控制系統(tǒng),利用編程軟件LabVIEW編寫(xiě)了PLC與上位機(jī)的監(jiān)控界面。試驗(yàn)結(jié)果表明,采用偽微分PDF控制算法的波浪補(bǔ)償?shù)鯔C(jī)的控制系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性和快速響應(yīng)性,并達(dá)到