本文關(guān)鍵詞：具有波浪補(bǔ)償功能的電液提升控制系統(tǒng)研究　出處：《上海交通大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：隨著全球經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類對(duì)資源的需求越發(fā)增長(zhǎng)，陸上資源的開采在不久的將來(lái)將會(huì)無(wú)法滿足日常生產(chǎn)需要。而占地球表面70%的海洋，蘊(yùn)藏著巨大的資源寶庫(kù)，對(duì)海洋資源的開發(fā)利用將成為解決未來(lái)資源匱乏的有效方法。另一方面，海洋在貨物運(yùn)輸上的價(jià)值在當(dāng)代依然享有無(wú)可替代的地位。而無(wú)論是對(duì)海洋資源的開采，還是對(duì)于海上運(yùn)輸，吊裝設(shè)備都是必不可少的，它被廣泛應(yīng)用于海洋平臺(tái)或船舶上，用于海洋設(shè)備的海上吊裝或海上運(yùn)輸貨物在港口的裝卸等。 然而與陸上工況不同的是，受到海上風(fēng)浪的影響，進(jìn)行海上作業(yè)的船舶會(huì)隨風(fēng)浪起伏，，導(dǎo)致所吊放的貨物極易撞擊甲板，嚴(yán)重時(shí)甚至毀壞貨物和造成人員傷亡，導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，如何補(bǔ)償由于波浪引起的起伏，以保證吊放貨物時(shí)的平穩(wěn)安全，對(duì)海洋資源的開發(fā)利用具有非常重要的意義，從而有必要對(duì)吊放提升裝置的吊放過(guò)程和波浪補(bǔ)償問(wèn)題進(jìn)行研究。 本論文以海上吊裝設(shè)備為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)了一套模擬系統(tǒng)研究吊裝設(shè)備的波浪補(bǔ)償控制問(wèn)題，其中，設(shè)計(jì)了六自由度并聯(lián)平臺(tái)作為海洋工況的模擬平臺(tái)，模擬波浪運(yùn)動(dòng)；設(shè)計(jì)了基于閥控液壓馬達(dá)的電液提升系統(tǒng)模擬海上吊裝設(shè)備，并把電液提升系統(tǒng)固定在六自由度平臺(tái)之上，具體完成了模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)與選型、模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)的建模與仿真、控制算法的設(shè)計(jì)與仿真和模擬平臺(tái)的軟硬件控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)分析。 本論文的主要研究工作如下： 首先，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要完成對(duì)六自由度波浪模擬平臺(tái)和電液提升系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)元件選型，并在UG軟件中完成了三維建模。 其次，完成了六自由度波浪模擬平臺(tái)的位置反解，并在Matlab/Simulink中建立了相應(yīng)的仿真模型，在給定平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律下得到平臺(tái)各軸的位移曲線，進(jìn)而導(dǎo)入到UG中完成了運(yùn)動(dòng)仿真，驗(yàn)證了位置反解的正確性；完成了電液提升系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模和在AMESim中搭建了相應(yīng)的物理模型，提出了模糊自適應(yīng)PID的控制方法，并在Simulink中搭建了控制算法的仿真模型，再使用AMESim與Simulink的聯(lián)合仿真驗(yàn)證了該控制算法的有效性。 然后，分別對(duì)六自由度波浪模擬平臺(tái)與電液提升系統(tǒng)進(jìn)行了軟硬件控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、運(yùn)動(dòng)控制卡、數(shù)據(jù)采集卡選型以及旋轉(zhuǎn)編碼器的選型，以及基于MFC編寫的六自由度波浪模擬平臺(tái)控制程序與電液提升系統(tǒng)的控制程序。 最后，完成了波浪補(bǔ)償模擬系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，提出了使用加速度信號(hào)進(jìn)行二次積分獲取位移信號(hào)的改進(jìn)方法，并分析了目前設(shè)計(jì)中存在的不足和提出了后續(xù)實(shí)驗(yàn)研究的改進(jìn)建議。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，六自由度波浪模擬平臺(tái)能再現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，實(shí)現(xiàn)對(duì)波浪引起的海洋平臺(tái)或船舶的起伏運(yùn)動(dòng)模擬；電液提升系統(tǒng)能在模擬的波浪干擾下跟蹤給定輸入，實(shí)現(xiàn)波浪補(bǔ)償?shù)男Ч�，并與仿真結(jié)果相吻合。
[Abstract]:With the development of global economy and science and technology, the demand for human resources is increasing. The exploitation of onshore resources will not meet the needs of daily production in the near future. The ocean, which accounts for 70% of the earth's surface, contains a huge treasure house of resources. The development and utilization of marine resources will be an effective way to solve the shortage of resources in the future. On the other hand, the value of the ocean in the transport of goods still enjoys an irreplaceable position in the present time. Hoisting equipment is essential for marine resources exploitation or for maritime transportation. It is widely used in offshore platforms or ships, for marine equipment hoisting or cargo loading and unloading at ports.
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U664.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1344552