升沉补偿

摘要： 拖网渔船在作业中往往会受到风浪起伏产生升沉运动,进而影响捕捞效率与安全。为消除渔船升沉运动带来的影响,设计了一种基于模糊PID控制器的液压缸式升沉补偿器自动调节装置。首先分析主动液压缸式升沉补偿方案原理,以阀控非对称缸位置控制系统为研究对象,建立了数学模型,设计了模糊PID控制器,在Matlab/Simulink中搭建了模糊PID与经典PID仿真模型,最后在不同海况对系统进行升沉补偿性能仿真。结果显示:系统在模糊PID控制下较经典PID控制超调量降低了0.06 m,调节时间缩短了0.11 s,并具有较低的位置跟踪误差与较好的抗干扰能力。升沉补偿器在模糊PID控制下可以较好地适应不同海况环境。本研究将为拖网渔船升沉补偿研究提供参考。

摘要： 浮式波浪补偿装置主要用于补偿海浪作用引起的船舶升沉运动以及水下洋流引起的升沉运动对负载的影响,消除升沉运动负载的载荷波动、位移和速度变化。为了减轻波浪升沉运动对海洋作业船的影响,确保海洋平台作业安全,在分析国内外不同类型浮式波浪补偿装置研究现状的基础上,总结了系统总体设计和分析技术、阀控(泵控)自动恒张力技术、隔水管张紧器抗反冲控制技术及钻柱补偿装置主被动联合控制技术等4项技术。对宝鸡石油机械有限责任公司的恒张力、恒钻压浮式波浪补偿装置的结构性能和现场应用情况进行了介绍。给出了我国浮式波浪补偿装置的发展建议,即应加快带主动控制功能的浮式波浪补偿装置工程样机的国产化进程;在提高补偿精度、减少设备复杂度等方面加大投入和研发力度,开展船舶升沉预测、电-液深度耦合补偿及纯电驱补偿等前沿技术的研究工作,并以船舶综合电力系统为依托进行补偿装置的设计开发。

摘要： 在对海洋资源进行开采的过程中,采矿船是必不可少的一种海工装备,当采矿船在海上作业时,由于海浪的涌动会使采矿船作升沉运动,从而严重影响水下作业的采矿系统。为了减少升沉运动产生的影响,因此需要对采矿船进行升沉补偿,提出了一种基于液压缸的主被动一体式复合型升沉补偿系统。同时为了进一步减少升沉干扰下的补偿误差以提高控制精度,提出了一种基于Mamdani型的模糊比例积分微分(proportion integral derivative, PID)控制策略。首先对升沉补偿的原理进行介绍,随后基于莫尔经验公式推导出在不同海况下采矿船的升沉幅值的数值曲线,并建立所提升沉补偿系统的数学模型和传递函数,最后用所提的模糊控制算法对升沉补偿系统进行控制。分别在规则海浪波和不规则海浪波下对系统进行仿真,并把模糊PID控制策略的效果和传统PID控制策略的效果进行比较。结果表明:在两种海浪波下,模糊控制策略的精度要优于传统PID控制策略的精度,可证明模糊控制算法有着明显的优势。

摘要： 传统的船基收放系统中的牵引绞车一般采用速度控制方式,导致在船舶升沉作用下负载至牵引绞车之间的缆绳张力不断震荡,最终可能造成缆绳损坏,甚至断裂等问题。分别设计了基于PID、模糊PID、BP模糊神经网络PID的牵引绞车张力控制器来进行缆绳张力控制仿真。通过仿真发现,相较于其他两种控制器,所建立的BP模糊神经网络PID控制器在不规则波及不同负载下的缆绳张力控制精度最高,系统平稳、无超调,且在受到干扰时动态响应速度最快。

摘要： 以二次调节主动升沉补偿实验平台为研究对象,针对系统中存在的非线性摩擦转矩,提出摩擦辨识及补偿方案。首先,选用Stribeck模型描述系统摩擦,建立了包含非线性摩擦转矩的平台数学模型;其次,根据平台特点设计摩擦辨识策略,使用最小二乘算法辨识得到未知系统参数,在此基础上拟合Stribeck曲线获取摩擦模型参数;然后,通过摩擦前馈和非线性PID实现摩擦补偿控制,提高升沉补偿精度;最终,实验验证了所提方案的有效性。

摘要： 针对在大吨位沉船打捞中的升沉补偿技术,提出了一种基于韩国"世越"号沉船打捞的双驳抬吊半主动升沉补偿打捞系统,模拟了双驳共66组带有半主动升沉补偿器(SAHC)系统在类似历史海况下对沉船位姿和缆绳拉力的补偿过程.建立了半主动升沉补偿液压系统、缆绳系统与沉船运动的数学模型,以及负载-缆绳-补偿系统的耦合系统,推导了驳船各吊点的升沉补偿量.通过MATLAB/Simulink仿真系统的负载特性、缆绳拉力和沉船位姿变化.证明半主动升沉补偿对削弱负载位移和减轻缆绳拉力同时有显著作用,为实际沉船打捞中应用半主动升沉补偿技术提供了理论依据和技术参考.

摘要： 浅海取心钻探中钻遇易坍塌地层时,需要下放套管封隔地层,保证泥浆循环,换径继续钻进.现有常规下套管方法为使用带有钻台层甲板和套管层甲板的钻井船进行下放套管作业,部分无套管层甲板钻井船在遇到必须下套管的工况时,需临时搭建套管层平台进行下放套管作业,但受钻机和钻具体积及质量的限制.为解决无套管层甲板的钻井船在海洋钻探取心时需要下入套管的难题,设计了一种海洋钻探下入多层套管的工艺方法,利用可伸缩套管及相关设备,在海底井口与小型钻井船之间建立泥浆上返通道,封隔不稳定地层,实现泥浆回收循环及钻具升沉补偿.在钻井过程中,伸缩套管还可以起到导向定位的作用,防止潮差水流流速变化影响钻具下入,为浅海钻井节省时间和成本.

摘要： 半潜起重船海上吊装施工时运动导致吊缆受力过大,为了减少受力,对普通缸、复合缸、串联缸和并联缸吊机的升沉补偿装置进行了探讨,研究了升沉补偿装置机理并进行了优化设计,减少了升沉运动导致的被吊重物产生过大的受力.研究成果不仅为常规项目提供了技术支持,也为我国后续深水半潜式起重船吊机设计提供了参考.

摘要： 以最大补偿载荷4500 kN、补偿精度90％的钻柱升沉补偿装置为例,分析不同结构类型和工作原理钻柱升沉补偿装置的性能参数和优缺点,及其工程适应性.针对不同的作业需求,从作业效率、结构重心、钻台布局、作业成本、操作维护性等方面进行比较分析,为在深水钻机设计中选择钻柱升沉偿方案提供指导.

摘要： 当前,船舶在海面上生产时,容易受到海水激励波形的干扰,导致船舶运动上下波动,不能很好地满足海底探测任务.对此,创建了船舶液压升沉主动补偿系统简图模型,给出了液压升沉补偿的工作过程,分析了PID控制器和模型预测控制器,设计了液压升沉主动补偿系统并联控制器.设定期望运动轨迹,采用MATLAB软件对船舶运动轨迹跟踪误差进行仿真,分别与改进前两种控制方法输出误差对比.结果显示:随着缆绳长度的增加,控制系统响应时间就会延长,补偿精度也会降低,但是并联控制器跟踪误差始终优于PID控制器和模型预测控制器,克服了传统控制系统响应的滞后性.采用并联控制器,能够自适应调节液压升沉主动补偿系统,降低海水波形对船舶运动的影响,提高船舶在海面行驶的稳定性和安全性,更好的满足海底探测任务.

摘要： 分析了沉船打捞升沉补偿系统的特点及工作原理,针对被动型升沉补偿系统原理,设计了与之对应的沉船同步提升液压升沉补偿系统试验平台,并对其液压原理进行了的介绍.基于驳船及沉船的运动特点,并结合其液压原理结构,搭建了该试验平台基于二自由度运动平台的AMEsim仿真模型,并对驳船的波浪运动进行模拟.实验结果表明,该二自由度运动平台基本能够实现波浪运动的模拟,为进一步探究升沉补偿提供了数据参考.

摘要： 利用AMESim 仿真软件,对目前使用的升沉补偿系统进行仿真,针对被动式、主动式、半主动式的升沉补偿系统的特点进行分析,并对其补偿效果进行比较。仿真结果表明,半主动式升沉补偿系统有很大的优越性。

摘要： 海底采矿船是具有一定动力和矿产资源储存能力，并携带采矿机、集矿机和提升系统(矿物输送系统)及其释放装置的工作母船。通过分析国外海底采矿船发展进程，指出我国海底采矿船的发展现状与差距，指出海底采矿船自主设计及技术主要包括：海底采矿产业与商业模式；专用深水采矿船船型及经济性指标；采矿船总体布置及其性能；深水采矿船结构设计技术；深水采矿船动力定位技术；深水采矿船采集矿技术；深水采矿船遥测控制技术；深水采矿船升沉补偿技术。

摘要： 文中提出了应用于水力提升式深海采矿系统中一种新型电液伺服补偿模拟系统,给出其软、硬件结构以及模糊-PID控制在其中的应用,通过仿真和实验验证该控制算法的有效性.

摘要： 本发明涉及一种容积式升沉补偿液压系统，包括液压缸、油箱、比例泵和电动机，液压缸为内部设有单活塞的双作用式液压缸，包括相互隔离的有杆腔和无杆腔，有杆腔和无杆腔的压力端口分别通过第一油路和第二油路连接于比例泵，并经由比例泵连接于油箱，比例泵由电动机驱动运行，其中，比例泵可为一组或多组，每组比例泵各包括一个第一比例泵和一个第二比例泵，第一油路和第二油路上分别设有第一比例泵和第二比例泵。本发明能够兼顾大吨位与高效率的要求，且有杆腔和无杆腔分别通过比例泵与油箱相连接，比例泵分别在油箱与液压缸之间吸排油，无需增加额外的补油泵进行补油，能够减少控制元件的数量，并提高升沉补偿的系统效率和控制系统柔性。

摘要： 本发明涉及一种甲板起重设备，属于海洋工程的海上作业与海事保障领域。本升沉补偿方法包括测量装置、预测装置、控制装置和液压驱动装置。液压驱动装置中的液压绞车安装于起重机上车，液压绞车的卷筒上缠绕吊绳，吊绳通过固定在吊臂顶端的定滑轮与吊物相连。所述测量装置根据各传感器测量值，经坐标变换获得吊物的升沉位移，所述预测装置采用自回归与极限学习机组合预报模型对吊物升沉位移进行预报，所述控制装置将输入的手柄信号、升沉位移预报值和吊绳长度变化量进行补偿运算，并输出控制信号至液压驱动装置，进而控制吊物的升沉运动。采用该种技术方案可有效解决测量装置和液压驱动装置在补偿控制中存在的滞后问题，显著提高升沉补偿精度。

摘要： 本发明公开了一种海洋绞车主动升沉补偿电传动系统给定转速实时补偿方法，具体为：通过检测的母船升沉运动的瞬时加速度求对应于其传动电机的转速及母船升沉运动周期；实时检测传动电机的瞬时转矩，计算该传动电机在当前升沉运动周期中的平均转矩；同时实时检测传动电机在当前采样周期的瞬时转矩，得传动电机在当前采样周期的转矩偏差；计算传动电机在当前采样周期的转速补偿值，对电机当前采样周期的初始给定转速进行补偿，得传动电机在当前采样周期补偿后的给定转速；对传动电机实施高性能调速控制，使其实际转速准确跟踪其给定转速，即可实现海洋绞车主动升沉补偿控制的高精度同步控制目标。本发明具有原理简单、补偿效果好等特点。

摘要： 本发明公开了一种浮式平台升沉补偿装置，包括固定配载浮箱和可变配载，所述可变配载包括设置于固定配载浮箱内部的内部可变荷载和设置于固定配载浮箱顶部的外部可变荷载，所述固定配载浮箱的尺寸为900cm×150cm×250cm。所述外部可变荷。本发明使浮式平台在水位下降超过1.5m时具有主动上升能力，不需要拆除即可平稳退出，方便周转使用。

摘要： 本发明涉及一种容积式升沉补偿液压系统，包括液压缸、油箱、比例泵和电动机，液压缸为内部设有单活塞的双作用式液压缸，包括相互隔离的有杆腔和无杆腔，有杆腔和无杆腔的压力端口分别通过第一油路和第二油路连接于比例泵，并经由比例泵连接于油箱，比例泵由电动机驱动运行，其中，比例泵可为一组或多组，每组比例泵各包括一个第一比例泵和一个第二比例泵，第一油路和第二油路上分别设有第一比例泵和第二比例泵。本发明能够兼顾大吨位与高效率的要求，且有杆腔和无杆腔分别通过比例泵与油箱相连接，比例泵分别在油箱与液压缸之间吸排油，无需增加额外的补油泵进行补油，能够减少控制元件的数量，并提高升沉补偿的系统效率和控制系统柔性。

摘要： 一种模拟液压千斤顶同步提升沉船的升沉补偿试验台，包括固定在地基钢板上的驳船Ⅰ模拟钢板、驳船Ⅱ模拟钢板、沉船模拟钢板和两个六自由度模拟运动平台，驳船Ⅰ模拟钢板和驳船Ⅱ模拟钢板分别固定在两个模拟运动平台上，沉船模拟钢板下面设有加载液压缸，两个驳船模拟钢板上面固定有带升沉补偿的液压千斤顶同步提升系统，带升沉补偿的液压千斤顶同步提升系统通过钢丝绳与沉船模拟钢板相连。有益效果是：既可进行没有升沉补偿的同步提升过程的模拟，又可进行升沉补偿模拟；占地面积小，成本低，灵活方便，便于管理；六自由度平台能满足模拟真实打捞情况的需要；与真实打捞较接近，提升效果与补偿效果更加合理明显。

摘要： 本发明涉及一种甲板起重设备，属于海洋工程的海上作业与海事保障领域。本升沉补偿方法包括测量装置、预测装置、控制装置和液压驱动装置。液压驱动装置中的液压绞车安装于起重机上车，液压绞车的卷筒上缠绕吊绳，吊绳通过固定在吊臂顶端的定滑轮与吊物相连。所述测量装置根据各传感器测量值，经坐标变换获得吊物的升沉位移，所述预测装置采用自回归与极限学习机组合预报模型对吊物升沉位移进行预报，所述控制装置将输入的手柄信号、升沉位移预报值和吊绳长度变化量进行补偿运算，并输出控制信号至液压驱动装置，进而控制吊物的升沉运动。采用该种技术方案可有效解决测量装置和液压驱动装置在补偿控制中存在的滞后问题，显著提高升沉补偿精度。

摘要： 本发明公开了一种海洋绞车主动升沉补偿电传动系统给定转速实时补偿方法，具体为：通过检测的母船升沉运动的瞬时加速度求对应于其传动电机的转速及母船升沉运动周期；实时检测传动电机的瞬时转矩，计算该传动电机在当前升沉运动周期中的平均转矩；同时实时检测传动电机在当前采样周期的瞬时转矩，得传动电机在当前采样周期的转矩偏差；计算传动电机在当前采样周期的转速补偿值，对电机当前采样周期的初始给定转速进行补偿，得传动电机在当前采样周期补偿后的给定转速；对传动电机实施高性能调速控制，使其实际转速准确跟踪其给定转速，即可实现海洋绞车主动升沉补偿控制的高精度同步控制目标。本发明具有原理简单、补偿效果好等特点。

摘要： 本实用新型公开了一种浮式平台升沉补偿装置，包括固定配载浮箱和可变配载，所述可变配载包括设置于固定配载浮箱内部的内部可变荷载和设置于固定配载浮箱顶部的外部可变荷载，所述固定配载浮箱的尺寸为900cm×150cm×250cm。所述外部可变荷。本实用新型使浮式平台在水位下降超过1.5m时具有主动上升能力，不需要拆除即可平稳退出，方便周转使用。

摘要： 本实用新型涉及一种容积式升沉补偿液压系统，包括液压缸、油箱、比例泵和电动机，液压缸为内部设有单活塞的双作用式液压缸，包括相互隔离的有杆腔和无杆腔，有杆腔和无杆腔的压力端口分别通过第一油路和第二油路连接于比例泵，并经由比例泵连接于油箱，比例泵由电动机驱动运行，其中，比例泵可为一组或多组，每组比例泵各包括一个第一比例泵和一个第二比例泵，第一油路和第二油路上分别设有第一比例泵和第二比例泵。本实用新型还涉及一种应用该液压系统的升沉补偿吊装系统。本实用新型能够兼顾大吨位与高效率的要求，且有杆腔和无杆腔分别通过比例泵与油箱相连接，比例泵分别在油箱与液压缸之间吸排油，无需增加额外的补油泵进行补油，能够减少控制元件的数量，并提高升沉补偿的系统效率和控制系统柔性。