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．     

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。     

波浪补偿稳定平台运动响应位移测量数据处理方法研究

针对光纤位移传感器动态范围窄的问题,设计一种结构简单、易于制备的气球形长周期光纤光栅（LPFG）位移传感器。

采用RSOFT软件进行仿真与优化,得到光纤在不同曲率下的光谱形态,以此来确定测量区间。通过将多模光纤周期性嵌入单模光纤形成的气球形长周期光纤光栅 （MMF-BLPFG）,提供用于测量位移的参考峰。使用精密的连续切割装置作为实验基础,制备与仿真结果一致的实验样品进行测试。

通过测量2个谐振峰的漂移,实现了36 mm的最大位移测量范围。

该研究成果在舰船水下疏水空间管系的稳定性测量和连续监测等需要大规模测量的场景中具有良好的应用潜力。

     

波浪补偿稳定平台运动响应位移测量数据处理方法研究

针对波浪补偿稳定平台随船运动响应的特点,采用基于FFT时频转换的频域积分方法,结合Hilbert变换处理随船低频加速度信号积分的问题。试验结果表明,该方法可以有效实现测量信号的积分变换,为波浪补偿稳定平台的位移补偿提供有效的支持。     

波浪运动补偿稳定平台系统液压机构的仿真试验

利用Simulink仿真软件对该系统的液压补偿机构进行了仿真试验研究,并采用了PID控制、模糊控制和Fuzzy-PI复合控制三种控制算法进行比较。仿真结果表明,Fuzzy-PI复合控制的控制效果均优于常规的PID控制和模糊控制,是一种有效的控制算法;但系统还存在着一定的滞后,还需要改进。     

船用起重机中的工业机器人波浪补偿系统

船舶在海上作业受恶劣自然环境的影响程度较大,对船用起重机的安全操作提出了更高的要求,而将工业机器人领域广泛采用的PLC控制器应用到波浪补偿控制系统中,能够增强对波浪补偿系统的智能控制功能,满足高速可靠通讯的需求,提高船舶控制系统的自动化水平。本文从概述船用起重机与波浪补偿系统入手,提出船用起重机中工业机器人波浪补偿系统的设计方案,即运用PLC控制器进行波浪补偿系统设计,通过仿真实验表明波浪补偿系统具备良好的稳定性和快速响应能力。     

波浪补偿平台垂向位移的短时预报

针对BP算法存在收敛速度慢和局部极值的问题,采用此方法对BP学习算法进行改进,结合实验采集的数据进行仿真计算,结果表明采用此方法可以有效地提高Elman网络的训练速度和稳定性,使El-man网络能够更有效地对波浪补偿平台垂向位移进行短时预报。     

舰船波浪补偿关键技术研究

海上舰船实施并靠补给的重要作业时,受海上风浪、水动力等因素的干扰,舰船在过驳过程中会产生六个自由度的波浪运动,伴随剧烈的摇荡,易造成货物补给撞击速度过大,偏离着落点,增大事故风险性。为保证过驳作业顺利进行,应采用波浪补偿技术控制摇荡运动,保证重物着舰的稳定性。本文概述舰船波浪补偿技术的原理和分类,并对波浪补偿的关键技术进行详细论述,提高我国舰船配套装备的技术水平。     

波浪运动补偿平台广义升沉位移的实时预报

具有波浪运动补偿功能的稳定平台可有效减少船舶在风浪中的摇摆和升沉运动对某些海上作业和设备的影响.为了有效地进行波浪运动补偿,需要对该平台的广义升沉位移(横摇、纵摇以及升沉的耦合作用结果)进行极短时预报.本文采用时间序列分析理论中的自回归(AR)模型作为预报模型,对波浪运动补偿平台的广义升沉位移进行极短时预报.在以往的研究中,通常采用递推最小二乘法AR模型进行在线参数估计.但是采用递推最小二乘法进行参数估计容易引起参数爆发,从而影响AR模型的稳定性.针对该问题,本文采用阻尼递推最小二乘法对AR模型进行在线参数估计,并结合实验获得的平台控制点的广义升沉位移数据进行实时建模预报.仿真结果表明,采用阻尼递推最小二乘法进行参数估计能抑制参数爆发,并能提高AR模型实时预报精度.     

主动式波浪补偿控制技术仿真研究

针对主动式波浪补偿(AHC)预测控制技术,结合某型采用数字液压缸作为补偿缸的波浪补偿装置的特点,提出并研究了两种可行的预测控制方法:AR模型控制策略及广义预测(GPC)与PID复合控制策略。借助计算机仿真模型对上述两种方案进行较为深入的研究,通过合理配置参数,两种预测控制方法均得到了较小的预测误差。仿真结果表明:两种方法预测误差小、适应性强、稳定性好,可用于主动式波浪补偿的预测控制。     

波浪补偿起艇绞车的研究

介绍了一台波浪补偿起艇绞车的样机，并通过对样机进行试验研究，深入了解和掌握波浪补偿技术。     

船用稳定床的开发研究

本文论述了开发船用稳定床的意义，介绍了船用稳定床的设计特点、设计程序和试验结果，并就存在的不足这处提出了改进意见。     

船用激光测距仪稳定平台伺服控制系统设计与实现

实施海上救助时恶劣海况条件通常会造成救助船舶剧烈摇摆,使得测距传感器难以有效地捕捉失事目标,而长时间目标丢失必然造成难以跟踪失事目标或与目标的相对定位失败。因此,该文设计了激光测距仪单自由度稳定平台,通过稳定平台的伺服控制系统补偿来自于船舶纵横摇运动对平台姿态的干扰,并在试验室四自由度转台上完成了稳定平台控制性能的验证试验,试验结果表明:所设计的激光测距仪稳定平台能够很好地补偿船舶运动对激光测距仪姿态的影响,保证了在恶劣环境条件下激光测距仪能够稳定、有效地实时测量失事目标,对于实施有效、安全的海上救助具有重要的工程实际应用价值。     

主动波浪补偿平台及其试验系统的设计与仿真

补给船在海里工作时受到风浪的影响会发生横摇、纵摇和升沉,这严重影响了工作的平稳性和有效性。为了对补给船的横摇、纵摇和升沉进行补偿,设计了一种基于微惯导传感器的新型主动波浪补偿装置,提出了一种简单准确的波浪补偿值的求解方法,并搭建了六自由度并联主动波浪补偿平台试验系统,最后通过实验仿真验证了该主动波浪补偿装置的实用性和有效性。     

6级海况下波浪补偿装置平台的机构优化设计

为缩短波浪补偿装置平台的研发周期,以某型号风电安装船为研究对象,根据我国海洋部门提出的东海区域谱密度公式,运用Matlab软件分别模拟出6级海况下的波普密度曲线、波倾角变化曲线、该型号风力发电船的横摇、纵摇和升沉运动曲线。具体以风力发电船在6级海况下的横摇、纵摇和升沉运动范围约束平台机构的运动范围,采用遗传算法对平台机构进行优化,分别设定不同机构参数为目标函数进行局部优化,最终为平台结构的合理化设计提供数据支持。     

6级海况下波浪补偿装置平台的机构优化设计

为缩短波浪补偿装置平台的研发周期,以某型号风电安装船为研究对象,根据我国海洋部门提出的东海区域谱密度公式,运用Matlab软件分别模拟出6级海况下的波普密度曲线、波倾角变化曲线、该型号风力发电船的横摇、纵摇和升沉运动曲线.具体以风力发电船在6级海况下的横摇、纵摇和升沉运动范围约束平台机构的运动范围,采用遗传算法对平台机构进行优化,分别设定不同机构参数为目标函数进行局部优化,最终为平台结构的合理化设计提供数据支持.     

一种新型波浪补偿系统研究

以波浪补偿反馈控制系统作为研究对象,分析了波浪速度补偿原理、正常吊放和波浪补偿测速度液压系统的工作原理,给出了恒张力的计算方法.推导了闭环系统的开环传递函数,采用了伪微分控制算法,计算了伪微分控制器的各个参数.最后,通过仿真表明,伪微分控制具有良好的动态响应,满足波浪补偿反馈控制系统要求,在其他控制领域也具有广阔的应用前景.