隨著近海漁業(yè)資源的衰減,遠(yuǎn)洋捕撈業(yè)開始快速發(fā)展壯大；遠(yuǎn)洋漁業(yè)是關(guān)乎國家安全、維護(hù)海洋權(quán)益的戰(zhàn)略性、資源性產(chǎn)業(yè)。遠(yuǎn)洋捕獲的作業(yè)周期長,在將中間收獲定期用船運回國內(nèi)時需要進(jìn)行貨物過駁操作。由于遠(yuǎn)海海況惡劣,用捕撈船上自身的吊桿進(jìn)行貨物過駁的危險性大、效率低,而用專用運輸船進(jìn)行貨物過駁和運輸將增加遠(yuǎn)洋捕獲企業(yè)的成本。開發(fā)適用于遠(yuǎn)洋捕撈船只的過駁系統(tǒng),實現(xiàn)惡劣海況下捕撈船之間的快速貨物過駁,用捕撈船代替專用運輸船,既可以節(jié)約運輸成本又能縮短捕撈船的輪換周期,從而大大促進(jìn)遠(yuǎn)洋捕撈業(yè)的發(fā)展。本文根據(jù)捕撈船只的過駁要求,提出一種具有波浪主動補償功能的柔性過駁系統(tǒng),該系統(tǒng)由垂直提升機、柔性滑道和帶式輸送機組成,以工控機作為上位機,PLC作為下位機。本文首先闡述了柔性過駁系統(tǒng)中垂直提升機、柔性滑道等關(guān)鍵機構(gòu)設(shè)計；然后為了實現(xiàn)波浪主動補償,本文采用UWB技術(shù)測量船只位置距離,通過坐標(biāo)換算確定柔性滑道兩端點的坐標(biāo)關(guān)系,根據(jù)懸鏈線理論確定柔性滑道長度計算公式,并運用基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)時間序列法預(yù)測柔性滑道姿態(tài)變化,其中數(shù)據(jù)運算采用MATLAB軟件完成；上位機以LabVIEW程序設(shè)計為主,為用戶提供信息全面、操控簡單的控制界面,對于復(fù)雜的數(shù)據(jù)運算,本文采用LabVIEW與MATLAB混合編程的編程方法,LabVIEW結(jié)合MATLAB的強大的運算功能,可以在完成UWB的數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上實現(xiàn)柔性滑道姿態(tài)預(yù)測,最后將預(yù)測結(jié)果傳給下位機；下位機以PLC程序設(shè)計為主,根據(jù)系統(tǒng)控制要求分模塊設(shè)計子程序。本文增加預(yù)測理論,實現(xiàn)波浪主動補償,從而實現(xiàn)安全過駁任務(wù)。根據(jù)本文所闡述的柔性過駁系統(tǒng)機構(gòu)設(shè)計和控制系統(tǒng)設(shè)計,進(jìn)行模型模擬試驗,試驗結(jié)果表明：該柔性過駁模型系統(tǒng)安全可靠、過駁效率高；該設(shè)計方案具有較強的可行性和實用性。
【學(xué)位單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：S972
【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 引言
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 海上過駁系統(tǒng)介紹
    1.3 海上過駁系統(tǒng)國內(nèi)外現(xiàn)狀
    1.4 波浪補償裝置研究現(xiàn)狀
    1.5 本文主要研究內(nèi)容
    1.6 本章小結(jié)
第二章 新型過駁系統(tǒng)的方案設(shè)計及關(guān)鍵機構(gòu)設(shè)計
    2.1 過駁系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)及難點分析
        2.1.1 過駁系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)
        2.1.2 過駁系統(tǒng)的難點問題分析
    2.2 柔性過駁系統(tǒng)方案提出
    2.3 柔性過駁系統(tǒng)控制方案
        2.3.1 控制系統(tǒng)主要功能分析
        2.3.2 控制系統(tǒng)方案提出
    2.4 柔性過駁系統(tǒng)設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)分析
    2.5 柔性過駁系統(tǒng)關(guān)鍵機構(gòu)設(shè)計
        2.5.1 垂直提升機的設(shè)計
        2.5.2 柔性滑道設(shè)計
    2.6 本章小結(jié)
第三章 柔性過駁系統(tǒng)波浪主動補償研究
    3.1 柔性滑道姿態(tài)研究
        3.1.1 柔性滑道要點分析
        3.1.2 柔性滑道姿態(tài)建模
        3.1.3 柔性滑道長度控制
    3.2 過駁船只波浪運動檢測的研究
        3.2.1 過駁船只波浪運動檢測方案
        3.2.2 測距方案選擇及研究
        3.2.3 坐標(biāo)換算
    3.3 柔性過駁系統(tǒng)波浪主動補償方案
    3.4 預(yù)測方法比較研究
    3.5 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點及學(xué)習(xí)過程
    3.6 本系統(tǒng)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與建立
        3.6.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的確定
        3.6.2 樣本數(shù)據(jù)庫的建立
    3.7 MATLAB運算設(shè)計
        3.7.1 MATLA中BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱簡介
        3.7.2 MATLAB程序設(shè)計實現(xiàn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
    3.8 本章小結(jié)
第四章 柔性過駁系統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計研究
    4.1 控制系統(tǒng)整體設(shè)計
        4.1.1 控制系統(tǒng)方案設(shè)計
        4.1.2 控制要求分析
        4.1.3 系統(tǒng)信號采集分析
    4.2 控制系統(tǒng)硬件選型
        4.2.1 PLC控制器的選型
        4.2.2 觸摸屏選型
        4.2.3 電源模塊的設(shè)計
    4.3 控制系統(tǒng)中PLC程序設(shè)計
        4.3.1 PLC的I/O點分配
        4.3.2 PLC主程序設(shè)計
        4.3.3 PLC程序初始化
        4.3.4 滑道長度控制
        4.3.5 伺服扭矩控制
        4.3.6 協(xié)同控制
        4.3.7 故障處理
        4.3.8 運輸狀態(tài)識別
    4.4 LabVIEW的程序設(shè)計
        4.4.1 主界面設(shè)計
        4.4.2 參數(shù)設(shè)置界面
        4.4.3 數(shù)據(jù)采集及處理
    4.5 觸摸屏界面及程序設(shè)計
    4.6 本章小結(jié)
第五章 柔性過駁系統(tǒng)模型實驗分析
    5.1 模型設(shè)計制造
    5.2 實驗步驟及實驗場所
    5.3 試驗結(jié)論及分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀研究生期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄

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本文編號：2835738