海工栈桥是一种在海上作业期间运输维护人员和设备转移的大型海洋工程装备。针对海工栈桥液压系统外部扰动大、模型参数不确定等问题,提出了一种基于扩张状态观测器的模型预测控制方法。以海工栈桥液压系统为研究对象,对其进行运动学分析和动力学建模,推导出系统的状态空间方程;在传统模型预测控制的基础上,采用扩张状态观测器对液压系统的外部负载扰动以及机械系统未建模部分进行估计,以提高模型预测控制的跟踪效果。仿真结果表明,扩张状态观测器对海工栈桥液压系统的状态和扰动具有很好的观测能力,有效提高了模型预测控制的稳定性和鲁棒性。

考虑不同作业目标的搭接特点,设计一种集主动波浪补偿、恒撑力被动波浪补偿与低阻力自由位置被动补偿控制三种功能于一体的栈桥伸缩液压控制系统。针对这一新型波浪补偿液压系统,设计了不同模式下的控制策略以及模式切换策略。AMEsim的仿真分析结果表明,设计的栈桥用伸缩液压控制系统的三种功能均具有较好的波浪补偿性能,且模式切换过程平稳、无冲击。这一海工栈桥用新型多功能伸缩补偿液压控制系统对未来栈桥设计具有很好的指导意义。