深海采礦船運(yùn)動模擬平臺系統(tǒng)控制方法研究.pdf

1、深海采礦船運(yùn)動模擬平臺是水力提升式深海采礦模擬試驗(yàn)系統(tǒng)中的重要組成部分。目前，深海采礦模擬系統(tǒng)的研究主要集中在集礦子系統(tǒng)和揚(yáng)礦子系統(tǒng)兩方面，對采礦船運(yùn)動模擬平臺的研究較少。深海采礦船作為水面支持子系統(tǒng)，與集礦子系統(tǒng)和揚(yáng)礦子系統(tǒng)作業(yè)的安全性和有效性密切相關(guān)，使得深海采礦船運(yùn)動模擬平臺的研究意義更加重大。
　　 在我國大洋多金屬結(jié)核采礦系統(tǒng)技術(shù)方案工程背景下，針對深海采礦模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，提出了基于六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的深海采礦船運(yùn)動模擬試

2、驗(yàn)研究方案，并在此基礎(chǔ)上建立了運(yùn)動模擬平臺，旨在模擬采礦船在深海礦區(qū)作業(yè)環(huán)境下的運(yùn)動特性，為我國深海采礦系統(tǒng)研究提供理論分析與技術(shù)參考。論文的主要研究內(nèi)容如下:
　　 1)根據(jù)深海采礦船的作業(yè)條件，對四、六級海況下的海浪進(jìn)行數(shù)值模擬分析，得出采礦船在隨機(jī)海浪作用下的縱橫搖運(yùn)動和升沉運(yùn)動響應(yīng)。
　　 2)建立了閥控缸系統(tǒng)的非線性數(shù)學(xué)模型，并引入S函數(shù)對系統(tǒng)正反向運(yùn)動進(jìn)行統(tǒng)一化處理，通過比較閥控缸系統(tǒng)理論模型仿真曲線與實(shí)際試

3、驗(yàn)輸出曲線，驗(yàn)證了所建立理論數(shù)學(xué)模型的有效性。
　　 3)在Simulink中建立閥控缸的常規(guī)PID控制器，同時(shí)進(jìn)行參數(shù)調(diào)整以達(dá)到較好的控制效果，并在此基礎(chǔ)上運(yùn)用模糊控制理論建立模糊PID控制器，仿真結(jié)果表明:模糊PID控制一定程度上克服了閥控缸系統(tǒng)的非線性，調(diào)節(jié)時(shí)間更短，超調(diào)量更小，控制效果明顯提高。
　　 4)運(yùn)用模糊PID控制器對運(yùn)動模擬平臺進(jìn)行工作性能測試并與仿真結(jié)果比較，試驗(yàn)結(jié)果表明:該平臺能夠較好地進(jìn)行不同海