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三自由度波浪补偿装置平台系统的设计与研究
| 论文题名： | 三自由度波浪补偿装置平台系统的设计与研究 |
| 关键词： | 海上起吊;波浪补偿装置;三自由度;PID控制器;动力学仿真 |
| 摘要： | 随着我国综合国力的增强，我国逐渐加大了对海洋资源的开发力度。海上作业船受波浪冲击导致起吊作业停滞不前时常发生，这已成为海上起吊工作不容忽视的问题。为了能够降低海浪起伏对海上起吊工作的影响，使海上起吊工作在恶劣海况下也可以顺利进行，加强对波浪补偿系统的研究显得格外重要。 本文首先以大连海事大学的“育鲲”号为研究对象，探索其在我国沿海区域六级海况下横摇、纵摇及及升沉运动的三自由度运动，并基于Matlab仿真软件，绘制出六级海况下船舶的横摇、纵摇角度以及升沉运动的位移历时曲线。其次，本文以仿真得到的最大横摇、纵摇角度和升沉位移作为波浪补偿装置平台运动的技术参数，设计出波浪补偿装置平台的总体技术方案，并完成了波浪补偿装置平台的结构设计。同时运用空间自由度公式验证了装置的自由度，完成装置平台的运动学正反解分析。再次，利用Solidworks建模软件绘制平台结构，简化不影响分析结果的部件，将模型导入到Adams软件中，对波浪补偿装置平台进行运动学和动力学仿真，并对运动学和动力学仿真结果加以分析，在此基础上完成了平台尺寸参数优化，为快速、准确地制作物理样机奠定理论基础。 最后，本文以阀控非对称缸为致动器，建立控制系统的传递函数数学表达式，对开环控制系统的频域特性与幅域特性做简单分析。由于在系统回路中伺服阀受开环增益的影响较大，本文分别在不同增益参数情况下进行了仿真，并根据仿真结果，利用遗传算法优化对控制系统进行优化：在控制回路中添加简单的PID控制器，基于Amesim软件中的Design Exploration模块，得到合理的PID控制参数。仿真结果表明，伺服液压缸的动态响应明显提高并具有一定的稳定性。从而为研制波浪补偿装置平台奠定了理论和实践基础。 |
| 作者： | 邱广庭 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 佘建国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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