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基于张力的船舶起重机减摇装置的控制研究
| 论文题名： | 基于张力的船舶起重机减摇装置的控制研究 |
| 关键词： | 船舶机械;起重装置;减摇控制;计算机技术 |
| 摘要： | 船舶起重机广泛应用于船舶吊装作业领域。船舶在海上作业的过程中，受到海风、涌流、波浪等多种环境载荷交叉作用，产生横摇、纵摇、升沉等六个自由度的运动。船舶起重机与陆地起重机的主要区别就在于其本身的回转、起升、变幅等动作与工作环境的耦合。当工作环境复杂多变时，船舶起重机吊物摇摆严重，以致受损。船舶起重机多数没配备专门的减摇装置，无法在极端海况下正常工作，因此，船舶起重机减摇装置的研究意义重大。 本研究提出了一种基于张力的船舶起重机减摇装置的控制设计方案:在起重机吊绳上连接一个双减摇绳结构，通过减小吊物的单摆摆长，以减小吊物的运动幅度。通过控制伺服电机的旋转方向和速度，来控制减摇绳保持张紧状态，通过力的作用，使摇摆幅度减小，以达到减摇的目的。在学习了国内外船舶起重机减摇装置的研究状况之后，通过对比分析其减摇机理和控制方法，提出一种基于张力的船舶起重机减摇装置的控制构思。完成了船舶起重机减摇装置的系统设计，对起重机吊物建模，并进行了动力学分析。通过对比仿真试验验证了设计方案的可行性。在此基础上，对减摇装置的机械装置和电气设备进行设计和选型，并完成了减摇系统的组配搭建。建立了二阶PDF控制器模型，对控制效果进行了Matlab/Simulink仿真，并完成了控制过程的PLC编程，利用变频器的Trace功能对控制效果进行了验证，实现了对减摇装置的自动闭环控制。完成了实验平台的搭建，并利用NI视觉跟踪系统，对起重机减摇装置的减摇效果进行了实验验证，最后，对实验结果进行了分析。结果表明，所提出的基于张力的船舶起重机减摇装置的控制系统，能够很大程度上减小起重机作业过程中吊物的摆动幅度，且减摇效果明显，控制方案有效，达到了研究目的。 |
| 作者： | 张健 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 孙玉清;王宇航 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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