【摘要】：升沉補償系統(tǒng)可以減少船體升沉運動對海洋作業(yè)的影響,近年來海洋工程領域蓬勃發(fā)展,升沉補償系統(tǒng)的應用日趨廣泛。按補償裝置分,分為絞車型升沉補償系統(tǒng)和液壓缸型升沉補償系統(tǒng)。絞車型升沉補償系統(tǒng)補償范圍廣,但由于絞車慣性作用導致補償精度不足;液壓缸型升沉補償系統(tǒng)控制精度高,但受液壓缸行程的限制,導致補償范圍不足。為設計一種具有大行程、補償精度高和節(jié)能的船用起重機升沉補償系統(tǒng),基于宏微復合控制理論,本文創(chuàng)新性的提出了一套絞車-缸聯(lián)合升沉補償?shù)南到y(tǒng)方案。其中絞車升沉補償子系統(tǒng)用于大范圍補償,液壓缸型升沉補償子系統(tǒng)用于消除絞車補償所帶來的誤差。絞車型升沉補償子系統(tǒng)同時具備能量回收功能,用于回收負載的重力勢能。(1)根據(jù)船用起重機升沉補償系統(tǒng)的要求以及宏微復合控制理論,提出了一套絞車-缸升沉補償系統(tǒng)的方案,確定了絞車型升沉補償子系統(tǒng)和液壓缸型升沉補償子系統(tǒng)各元件參數(shù)并進行選型。(2)基于宏微復合控制的雙反饋控制策略,確定了絞車-缸升沉補償系統(tǒng)的總體控制框圖。分別設計了絞車升沉補償子系統(tǒng)和液壓缸升沉補償子系統(tǒng)的控制器。(3)搭建了絞車系統(tǒng)的仿真模型;利用HCD庫搭建了負載敏感泵的仿真模型并仿真分析,通過與產(chǎn)品圖對比,驗證了負載敏感泵仿真模型的正確性;建立了采用負載敏感泵的閥控缸系統(tǒng)的仿真模型;利用Simulink搭建了PID與模糊PID控制算法的模型,與AMESim建立的閥控缸仿真模型進行聯(lián)合仿真;搭建了整個絞車-缸升沉補償系統(tǒng)仿真模型;搭建了帶節(jié)流閥的絞車型半主動升沉補償系統(tǒng)的仿真模型;搭建了采用定量泵供油的液壓缸型升沉補償系統(tǒng)的仿真模型。(4)利用搭建的絞車-缸升沉補償系統(tǒng)的仿真模型對其進行仿真分析。分析了絞車單獨補償?shù)目刂菩Ч?分析了不同絞車轉(zhuǎn)動慣量對補償精度的影響,分析了帶節(jié)流閥的絞車型半主動升沉補償系統(tǒng)仿真效果,對比了三種不同絞車升沉型補償系統(tǒng)的能耗;分析了液壓缸型升沉補償子系統(tǒng)的控制效果,對比了采用負載變量泵和定量泵的兩種液壓缸型升沉補償系統(tǒng)的能耗;分析了絞車-缸升沉補償系統(tǒng)的控制效果,最終補償精度為98.3%,能量回收效率為76%,均滿足設計要求。
【圖文】：

6圖 1-7 力士樂主動升沉補償絞車Figure 1-7 AHC winch of RexrothMacgregor 公司致力于生產(chǎn)和設計船用起重設備，尤其是在負載能用起重機上。2016 年生產(chǎn)的一款升沉補償起重機如圖 1-8 所示[8]實現(xiàn)升沉補償，該絞車可以安裝在甲板上或起重機上。主要用于

圖 1-9 豪氏威馬起重機液壓缸式主動升沉補償系統(tǒng)Figure 1-9 Huisman crane hydraulic cylinder type AHC system如圖 1-10 所示為 ACE winches 公司為 A 框架型船用起重機設計的主動升絞車[10]。在該系統(tǒng)采用直驅(qū)泵控馬達的方式，通過控制絞車的轉(zhuǎn)速與方向來船運動對負載的影響。該絞車最大工作載荷為 12 噸，屬于輕載補償，但最大移可以達到 2 .5m，，最大補償速度高達2.4m /s，該起重機可在及其惡劣的海業(yè)。在升沉補償系統(tǒng)中采用閉式液壓回路，相對于開式液壓回路系統(tǒng)效率更
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：U664.43

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10 羅棟兵;超深浮式鉆井絞車型升沉補償系統(tǒng)的實驗研究[D];廣東工業(yè)大學;2018年

本文編號：2650970