对主动升沉补偿系统的输出速度进行准确的控制,有利于提高拉伸对负载牵引的稳定性和精确性。设计了自适应滤波控制器,用以对主动升沉补偿系统进行控制。从分析升沉补偿系统的结构出发,明确了其结构组成及各结构之间的关系,利用液压马达和负载的转动惯量总和,计算出电液比例阀的阀口压降,采用该压降值获取了液压马达的角速度及流量。以牛顿第二定律为依据,建立了负载运动位移和拉绳位移的关系式,将外加扰动力纳入负载张力的计算过程,构造了负载张力的计算模型。采用设定速度与实际速度的误差值,建立了虚拟控制器,并利用其定义了误差面和鲁棒虚拟控制器,通过鲁棒虚拟控制器,在一阶滤波器的基础上设计了自适应滤波控制器,进而获取到控制信号。利用自适应滤波控制器及滑模控制器对设定的突变速度和振荡速度进行跟踪实验,从其跟...

针对基于液压驱动的主动升沉补偿系统在工作过程中所存在的非线性以及系统时滞等使系统稳定控制难度加大的问题,进行了基于广义预测控制的控制系统算法的设计;在系统控制稳定的基础上,引入极短期预报技术,解决了控制系统实时补偿输出总是滞后于起重母船升沉运动的问题,实现了主动升沉补偿系统对实时补偿功能的要求;最后在MATLAB/Simulink软件平台上,对采取广义预测控制+极短期预报相结合的主动升沉补偿系统时延实时控制方案进行了仿真试验,验证了该控制算法的有效性,为今后产品样机的研发提供理论依据。

针对电驱动海洋绞车主动升沉补偿系统非线性时变的特点,提出了基于自抗扰控制(ADRC)的电驱动海洋绞车主动升沉补偿控制系统.首先对电驱动海洋绞车系统进行动力学分析,然后建立电驱动海洋绞车数学模型,进而建立主动升沉补偿自抗扰控制系统的仿真模型,并进行仿真分析.在不同海况、不同下放深度、不同缆绳直径和不同重物质量等情况下对该系统进行仿真,并与PID控制器进行比较,结果表明当海况和电驱动海洋绞车控制系统模型参数发生变化时,控制器参数保持不变的情况下,自抗扰控制器仍然能保持良好的动态性能,比PID控制器具有更快的响应速度、更强的鲁棒性和抗干扰能力。

利用基于二次调节技术的主动升沉补偿实验平台,设计为轮机工程专业配套的在线波浪预报实验,钢丝绳动态伸长量状态观测实验以及主动升沉补偿综合实验.此三实验涉及了前馈控制,状态观测器设计方法等现代自动控制理论的相关知识点,包含了Matlab编程、仿真、实操验证以及数据处理等环节.实验具有学科前沿性,在深化和巩固所学知识点的过程中能够全方位地锻炼学生的科研能力.

船用主动升沉补偿起重机作为一种典型的自动化设备在远洋补给、海洋工程等领域得到了广泛的应用。以建设启发性、综合性,并能反映海洋工程前沿领域的教学实验设施为目标,搭建了基于二次调节技术的主动升沉补偿实验平台。该平台采用六自由度转台模拟船体运动,在半实物仿真环境下编制控制算法对液压卷筒进行角位移控制,实现对被吊货物垂向运动的主动升沉补偿。通过该实验平台,学生可以实践二次调节单元三环控制器整定方法,舰船运动短时预报方法及基于结构不变形原理的前馈控制器设计方法等诸多知识点。既激发了学生学习的积极性,又锻炼了学生的动手实践能力。

提出了一种适合于主动型升沉补偿系统的复合控制器的设计方案，并分别完成了复合控制器中的位移反馈控制器、速度反馈控制器和扰动补偿控制器的设计。模拟试验系统的试验和仿真的结果证明了所设计的复合控制器是有效的。

船用起重机的主动升沉补偿系统可以提高工作船在恶劣海况下作业时的安全性和效率，有效减小由船体升沉运动引起的缆绳张力变化。基于二次调节静液传动技术设计了船用起重机绞车驱动系统，建立了升沉补偿系统数学模型，构造了包含二次单元变量油缸位置环、二次单元马达速度环及起重机货物位置环的三闭环控制结构。随后，将船体的升沉运动作为可测干扰，应用结构不变性原理设计了前馈补偿器，并利用缆绳张力构造了起重机货物位移的状态观测器。最后通过仿真实例验证了控制器设计方法的有效性。

在深海吊装作业过程中,由于风浪流的联合作用,吊放装备受安装载体升沉运动激励易诱发共振现象,并且使吊放装置垂向剧烈波动,严重影响水下吊装生产安全。为了保证水下作业安全可靠,研究设计了主动升沉补偿液压系统,提出由吊放回路和补偿回路组成的双液压回路升沉补偿系统,并且由两台低速、大扭矩液压马达驱动行星轮绞车实现升沉补偿功能。通过理论分析建立其补偿回路数学模型,利用Matlab/Simulink进行建模仿真。仿真结果表明液压阻尼比过小是导致液压系统不稳定,响应变慢的主要原因,在补偿回路液压马达进出油口之间并联一个动压反馈装置,提高液压系统的动态响应特性和稳定性,响应时间达到0.35s,具有良好升沉补偿效果,工作稳定可靠,满足系统的性能要求。