大型结构物称重系统精度分析及补偿技术研究

摘要

随着海洋开发的不断深入，超大型结构物屡见不鲜。在预制的过程中，由于设备、设计修改以及焊接材料的诸多因素的影响，使结构物的重量和重心与设计值往往存在较大误差。大型结构物在海上安装过程中，受到作业机具吊装能力等因素的影响，需要准确的结构物重量和重心数值。为了能够确保工程的安全，在预制完毕后对结构物进行称重，确定结构物准确的重量和重心十分必要。对大型结构物称重系统精度分析，同时通过补偿技术提高称重系统的精度就重要的意义和工程价值。
　　 大型结构物称重系统是由液压系统、电气控制系统、传感器与数据采集系统以及计算机控制系统等组成的复杂系统。本文对构成称重系统的关键设备如千斤顶、位移传感器、压力传感器等的精度进行系统分析，建立了影响称重系统精度分析的补偿模型，利用VB软件开发了相应的计算软件包，对称重误差进行了系统的补偿，大幅度地提高了整个系统的测量精度。具体工作主要包括以下几个方面：
　　 1.通过研究大型结构物称重系统工作原理，重点分析影响称重系统精度的关键因素千斤顶摩擦力特性、千斤项保压特性、千斤顶工作面积、压力传感器精度、位移传感器精度、数据采集器精度和千斤顶位置、不同步精度；
　　 2.根据重量、重心计算模型，通过误差全微分分析方法，对影响重量精度的灵敏度、精度进行了系统分析，同时对总体影响重心精度的千斤顶位置、顶升过程的不同步精度进行了全面分析；
　　 3.建立了称重误差补偿模型，重点考虑千斤顶摩擦力特性、千斤项保压特性、千斤顶工作面积，使计算模型精度得到大幅度提高;
　　 4.根据补偿模型，利用VB软件开发了相应的计算软件包；
　　 5.结合实际称重工程，进行了称重系统精度分析和试验研究，结果表明通过称重误差补偿模型可以有效提高大型结构物称重系统的精确性。

目录

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第一章绪论

1.1大型结构物称重技术概述

1.1.1海洋工程与大型结构物称重技术开发

1.1.2大型结构物称重技术的重要性和必要性

1.2大型结构物称重系统的精度问题

1.3目前称重系统中存在的问题

1.4课题的提出与研究内容

1.4.1课题的研究背景和意义

1.4.2课题的主要研究内容

第二章大型结构物称重系统原理

2.1液压系统

2.1.1比例压力控制阀

2.1.2液压系统整体布置

2.2电气控制系统

2.3传感器与数据采集系统

2.3.1测量原理

2.3.2位移传感器特征

2.3.3压力传感器特征

2.3.4传感器选用

2.3.5数据采集系统

第三章大型结构物称重系统的精度分析

3.1影响称重精度的因素

3.2千斤顶摩擦力特性

3.3千斤顶保压特性

3.3.1液压缸泄漏部位及泄漏原因

3.3.2预防液压缸泄漏的措施

3.4.重量精度和重心精度分析

3.5地基沉降对称重精度的影响

第四章称重系统精度补偿技术研究及软件开发

4.1基于补偿技术的称重算法

4.2重量补偿算法

4.3重心补偿算法

4.4 Excel软件曲线拟合

4.5大型结构物称重系统补偿软件开发的流程图

4.6数据库的建立及补偿软件的使用

第五章实验研究及分析

5.1千斤顶特性测试台

5.1.1测试原理及目的

5.1.2特性测试台

5.1.3测试过程

5.2千斤顶测试曲线和补偿曲线

5.3称重实验

5.3.1平台设计参数

5.3.2称重现场

5.3.3称重数据

第六章论文总结

参考文献

发表著作和科研情况说明

致谢