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主动式波浪补偿吊机控制系统研究
| 论文题名： | 主动式波浪补偿吊机控制系统研究 |
| 关键词： | 液压马达;波浪补偿吊机;控制系统;伪微分控制算法;时间序列分析法 |
| 摘要： | 海洋工程装备是国家大力支持的重大技术装备之一,其快速健康发展将成为我国国民经济新的增长点。本论文研究的具有主动式波浪补偿控制系统的吊机是高技术和高附加值船舶辅助设备中的一种,能够补偿吊机作业时因海风、海浪、洋流等作用引起补给船与被补给船的相对运动。从而保证在复杂的海洋环境中海上作业安全顺利进行,对其研究不仅具有广阔的经济价值同时也具有重大的社会意义。 本论文首先介绍了国内外波浪补偿控制系统研究背景,分析了主动式和被动式波浪补偿系统的优缺点,确定了采用主动式综合补偿装置的吊机作为本论文的研究对象。介绍了主动式波浪补偿系统的基本原理,设计了波浪补偿机构;对船舶姿态运动预报经行了分析,采用了时间序列分析法进行前馈补偿控制;确定了液压系统驱动方案,采用了负载敏感控制技术,设计了波浪补偿吊机的液压系统,实现了速度控制和张力控制,给出了吊机缆绳张力的计算方法。 研究并建立了波浪补偿吊机液压系统数学模型,建立了阀控液压马达数学模型,液压马达的速度控制与吊机缆绳张力控制采用了伪微分(PDF)控制算法,分析了工程应用中遇到饱和情况的解决方案,通过抗积分饱和的方法来处理。通过Simulink仿真表明,系统采用PDF控制,具有响应速度快的优良特性,更好地满足了波浪补偿控制系统的要求。 最后搭建力矩电机试验平台来模拟波浪补偿吊机的控制系统,利用编程软件LabVIEW编写了PLC与上位机的监控界面。试验结果表明,采用伪微分PDF控制算法的波浪补偿吊机的控制系统具有良好的稳定性和快速响应性,并达到波浪补偿吊机控制精度要求。 |
| 作者： | 赵瑞 |
| 专业： | 机械制造及其自动化 |
| 导师： | 鄢华林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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