船用起重机波浪补偿技术研究

船用起重机是海上运输物资补给船舶间输转的重要设备,解决因波浪引起的吊运物资相对接收船甲板的升降变速和摇摆对于提高物资补给速度和安全性有重要意义．本文介绍了现有的几种波浪补偿技术及美海军在这项技术领域的部分研究成果,并初步提出一种主动式波浪补偿控制技术．     

深海主动升沉补偿起重机基座设计研究

深海主动升沉补偿起重机技术长期被国外企业垄断,国内的发展也刚刚起步,其关联的基座设计也缺乏相关的指导文件,为研究该类起重机基座的设计方法,从起重机的组成出发,结合实际工程经验,对各组成部分的相互关系和基座的设计要点进行阐述,同时采用有限元分析方法对基座强度进行校核,验证设计的可行性,并据此总结出了适用于深海主动升沉补偿起重机基座的设计方法,为同类基座的设计提供参考。     

一种主动升沉波浪补偿控制系统研究

随着现代海洋资源的开发,各种带波浪补偿功能的离岸起重机大量应用于海上补给、海洋钻井、深海探测与设备安装等领域。通过设计一种基于船体升沉运动的历史数据,对船体升沉运动进行极短周期的预报,然后基于该预报结果,将钢丝绳弹性与系统阻尼等因素纳入考虑范围,设计前馈反馈复合控制算法,通过仿真验证了该设计方案能够实现对负载运动的主动补偿。     

用于船舶主动式升沉补偿的自抗扰控制方法

针对主动式升沉补偿控制系统在工作过程中存在的非线性、时滞性以及干扰性等造成系统的稳定性控制难度大的问题,为提高主动式升沉补偿控制系统的控制精度与稳定性,将自抗扰控制技术（ADRC）应用于船舶升沉补偿系统并进行数值仿真研究。对主动式升沉补偿控制系统进行数学建模以及自抗扰控制算法设计,并针对具有干扰和时滞环节的控制系统,将ADRC与传统的PID控制进行仿真效果对比,验证自抗扰算法的良好性能。最后以6级海况风浪流全耦合环境作为研究对象得出一套自抗扰参数组合,并将该套参数应用于多种海况环境进行仿真分析。仿真结果表明,不同耦合环境和不一样的海况环境下,ADRC使用同样参数下均取得了满意的升沉补偿控制效果,展现出很好的适应性能与鲁棒性。     

船用波浪补偿技术的研究

为了突破波浪补偿技术的研发瓶颈,振华重工攻克了主动波浪技术的难点,成功设计出带有主动波浪补偿技术的克令吊,该克令吊的研发成功,对我国掌握波浪补偿技术具有重大意义。     

船用起重机机械的减摇控制方法

为了降低船用起重机的摇晃度,进行减摇控制,提出基于稳态反馈补偿调节的船用起重机机械的减摇控制方法,构建船用起重机机械的减摇控制约束参量模型,以摇摆幅值、转动力矩、惯性力矩等为反馈调节参数,进行起重机机械的减摇稳态误差补偿控制,结合Lyapunov稳定性原理,引入后置积分项进行减摇控制器末端位姿修正,较低摇摆幅度,实现摇摆的实时误差补偿。仿真结果表明,采用该方法进行船用起重机机械的减摇控制,摇摆幅值得到有效控制,姿态稳定性较好。     

船用液压起重机加装波浪补偿装置的研究

该文简要介绍了在现有船用液压起重机上加装波浪补偿装置的工作及其原理、特点及海上进行集装箱补给时应用过程。     

船用起重机设计上的重大变革

本文介绍瑞典 Hagglund、Hiab-Foco 两家起重机制造公司对船用起重机在设计上不断进行革新,以适应海上多变的复杂情况,满足各种特殊用途的需要。     

基于Modelica的主动波浪补偿起重机建模与仿真

为研究主动波浪补偿起重机的动态特性和起吊重物质量等关键参数对主动波浪补偿起重机性能的影响,采用多领域统一建模语言Modelica,在MWorks仿真软件中构建二次马达、恒压变量泵、蓄能器、溢流阀和钢丝绳等模型,以构造出完整的主动波浪补偿起重机模型.对该模型进行仿真分析,结果表明:当起吊重物的质量为20t～160t时,主动波浪补偿起重机的控制效果较好;当起吊重物的质量达到200 t时,重物的补偿位移控制效果相对较差;通过调整PID控制参数可提高起重机起吊重物的质量.     

船舶起重机状态测量与吊重摆动控制

针对船舶液压起重机工作时吊重产生摆动的问题,提出基于起重机操纵比例伺服阀的吊重摆动控制的方法。设计并完成起重机工作状态测量传感器。完成基于时间延迟反馈控制策略的吊重摆动控制器的设计。实验结果表明：通过在起重机操纵比例伺服阀上叠加时间延迟反馈控制器信号的方法,可以使吊重的摆动快速衰减到0.5度以内。     

船用甲板起重机噪声分析及控制措施

文章以船舶噪声要求日趋严格为背景,通过梳理船用甲板起重机噪声规范和标准要求,指出未来船用甲板起重机将受到规范或标准限制。在此基础上,以电动液压船用甲板起重机为目标,分析其机械和液压噪声来源。最后结合相关噪声控制原则和实施途径,提出了船用甲板起重机噪声控制措施。     

船用BLM电动起货机电气原理分析

文章根据BLM电动起货机控制系统的结构,分析了该起货机的调速控制工作原理.着重讨论了BLM电动起货机的起升、变幅、回转机构驱动电机的开环转子电阻切换调速与闭环定子调压调速拖动控制系统的综合调速方式.     

全回转起重船风浪流中系泊运动性能预报

针对一艘全回转起重船在渤海湾区域风浪流中系泊作业的安全要求,考虑到首吊900t和侧吊400t作业时特殊性,建立了模型试验方法,并基于卡明斯六自由度运动方程建立了预报方法,对该船首吊900t和侧吊400t风浪流中系泊运动性能进行了预报,结果对比表明理论预报与模型试验结果吻合较好,验证了理论预报方法的实用价值。同时基于模型试验和理论预报的结果,对该船在渤海湾区域作业提出了建议,可为该船安全作业提供指导和参考。     

下水式升船机船厢底缘形式研究*

通过比尺为1:20的船厢出入水过程概化物理模型,对下水式升船机船厢主体底缘形式进行系统研究,探讨不同底缘形式的船厢对出入水过程船厢池水面波动、吸附力、拍击力及附加水动力荷载的影响。研究表明：船厢底缘角度的增大可有效降低船厢出水吸附力与入水拍击力,同时考虑到船厢底缘角度的增大会引起船厢质量的增加,提出船厢底缘较优角度为4°。     

有源滤波和无功补偿技术在舰船综合电力系统中的应用

舰船综合电力系统短路容量小、负载工况复杂,将面临谐波、无功和电网频率波动等一系列电能质量问题.本文分析了舰船综合电力系统的基本特点,阐述了电能质量问题产生的原因、危害和解决方案,指出了有源滤波和无功补偿技术在舰船综合电力系统中的发展前景.     

起重船波浪载荷直接计算与规范计算比较研究

采用基于三维频域线性水动力理论的波浪载荷计算软件Wave Loads Calculation System对1 600 t全回转浮吊船进行了波浪载荷计算(主要指垂向弯矩与剪力),得到不同工况下载荷分布的特点.并将计算结果与中国船级社《钢质海船入级规范》中的规范计算结果进行了比较.研究表明:起重船由于其船型、质量分布和载荷工况不同于运输船,规范计算公式无法对其波浪载荷做出合理评估,而采用直接计算方法,能够根据装载状态,较为准确和详细地预报船体波浪载荷及其分布.     

一种面向控制的潜艇运动模型的简化及仿真

潜艇在水下的运动是复杂的六自由度空间运动,难以建立简便实用的运动模型,因此对其控制器的设计和半实物实时模拟仿真环境的实现极为不便.以复杂的潜艇空间运动模型为基础,分析和评估水动力系数对操纵性的影响,构建一个较为简便的运动模型,通过仿真计算,验证该模型的正确性与合理性.     

方钢隔振结构对结构噪声隔离作用的理论分析与试验

利用波动理论的分析、处理方法,分析振动波在钢板结构中传播遇到方钢结构时的反射、透射等传播规律,分析了方钢结构隔振降噪的机理,得出了隔振系数的具体表达式,并给出了隔声量随频率及方钢尺寸的变化曲线.最后,建立了"T"形组合板结构试验模型,在两块板的结合部位加方钢,试验研究了振动波从垂直板经方钢而传至水平板的过程,并通过比较有无方钢情况下水平板的响应,以验证方钢减振降噪的效果.研究结果表明:方钢的存在起到了明显的隔振作用,水平板的平均减振效果达5dB,研究所得结论在船体结构减振降噪中具有重要的应用价值.