【摘要】：升沉補(bǔ)償系統(tǒng)可以減少船體升沉運(yùn)動(dòng)對(duì)海洋作業(yè)的影響,近年來(lái)海洋工程領(lǐng)域蓬勃發(fā)展,升沉補(bǔ)償系統(tǒng)的應(yīng)用日趨廣泛。按補(bǔ)償裝置分,分為絞車型升沉補(bǔ)償系統(tǒng)和液壓缸型升沉補(bǔ)償系統(tǒng)。絞車型升沉補(bǔ)償系統(tǒng)補(bǔ)償范圍廣,但由于絞車慣性作用導(dǎo)致補(bǔ)償精度不足;液壓缸型升沉補(bǔ)償系統(tǒng)控制精度高,但受液壓缸行程的限制,導(dǎo)致補(bǔ)償范圍不足。為設(shè)計(jì)一種具有大行程、補(bǔ)償精度高和節(jié)能的船用起重機(jī)升沉補(bǔ)償系統(tǒng),基于宏微復(fù)合控制理論,本文創(chuàng)新性的提出了一套絞車-缸聯(lián)合升沉補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)方案。其中絞車升沉補(bǔ)償子系統(tǒng)用于大范圍補(bǔ)償,液壓缸型升沉補(bǔ)償子系統(tǒng)用于消除絞車補(bǔ)償所帶來(lái)的誤差。絞車型升沉補(bǔ)償子系統(tǒng)同時(shí)具備能量回收功能,用于回收負(fù)載的重力勢(shì)能。(1)根據(jù)船用起重機(jī)升沉補(bǔ)償系統(tǒng)的要求以及宏微復(fù)合控制理論,提出了一套絞車-缸升沉補(bǔ)償系統(tǒng)的方案,確定了絞車型升沉補(bǔ)償子系統(tǒng)和液壓缸型升沉補(bǔ)償子系統(tǒng)各元件參數(shù)并進(jìn)行選型。(2)基于宏微復(fù)合控制的雙反饋控制策略,確定了絞車-缸升沉補(bǔ)償系統(tǒng)的總體控制框圖。分別設(shè)計(jì)了絞車升沉補(bǔ)償子系統(tǒng)和液壓缸升沉補(bǔ)償子系統(tǒng)的控制器。(3)搭建了絞車系統(tǒng)的仿真模型;利用HCD庫(kù)搭建了負(fù)載敏感泵的仿真模型并仿真分析,通過(guò)與產(chǎn)品圖對(duì)比,驗(yàn)證了負(fù)載敏感泵仿真模型的正確性;建立了采用負(fù)載敏感泵的閥控缸系統(tǒng)的仿真模型;利用Simulink搭建了PID與模糊PID控制算法的模型,與AMESim建立的閥控缸仿真模型進(jìn)行聯(lián)合仿真;搭建了整個(gè)絞車-缸升沉補(bǔ)償系統(tǒng)仿真模型;搭建了帶節(jié)流閥的絞車型半主動(dòng)升沉補(bǔ)償系統(tǒng)的仿真模型;搭建了采用定量泵供油的液壓缸型升沉補(bǔ)償系統(tǒng)的仿真模型。(4)利用搭建的絞車-缸升沉補(bǔ)償系統(tǒng)的仿真模型對(duì)其進(jìn)行仿真分析。分析了絞車單獨(dú)補(bǔ)償?shù)目刂菩Ч?分析了不同絞車轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)補(bǔ)償精度的影響,分析了帶節(jié)流閥的絞車型半主動(dòng)升沉補(bǔ)償系統(tǒng)仿真效果,對(duì)比了三種不同絞車升沉型補(bǔ)償系統(tǒng)的能耗;分析了液壓缸型升沉補(bǔ)償子系統(tǒng)的控制效果,對(duì)比了采用負(fù)載變量泵和定量泵的兩種液壓缸型升沉補(bǔ)償系統(tǒng)的能耗;分析了絞車-缸升沉補(bǔ)償系統(tǒng)的控制效果,最終補(bǔ)償精度為98.3%,能量回收效率為76%,均滿足設(shè)計(jì)要求。
【圖文】：

6圖 1-7 力士樂(lè)主動(dòng)升沉補(bǔ)償絞車Figure 1-7 AHC winch of RexrothMacgregor 公司致力于生產(chǎn)和設(shè)計(jì)船用起重設(shè)備，尤其是在負(fù)載能用起重機(jī)上。2016 年生產(chǎn)的一款升沉補(bǔ)償起重機(jī)如圖 1-8 所示[8]實(shí)現(xiàn)升沉補(bǔ)償，該絞車可以安裝在甲板上或起重機(jī)上。主要用于

圖 1-9 豪氏威馬起重機(jī)液壓缸式主動(dòng)升沉補(bǔ)償系統(tǒng)Figure 1-9 Huisman crane hydraulic cylinder type AHC system如圖 1-10 所示為 ACE winches 公司為 A 框架型船用起重機(jī)設(shè)計(jì)的主動(dòng)升絞車[10]。在該系統(tǒng)采用直驅(qū)泵控馬達(dá)的方式，通過(guò)控制絞車的轉(zhuǎn)速與方向來(lái)船運(yùn)動(dòng)對(duì)負(fù)載的影響。該絞車最大工作載荷為 12 噸，屬于輕載補(bǔ)償，但最大移可以達(dá)到 2 .5m，，最大補(bǔ)償速度高達(dá)2.4m /s，該起重機(jī)可在及其惡劣的海業(yè)。在升沉補(bǔ)償系統(tǒng)中采用閉式液壓回路，相對(duì)于開(kāi)式液壓回路系統(tǒng)效率更
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U664.43

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本文編號(hào)：2650970