被动式波浪补偿系统的研究
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１货物 ． ２ ．编 码 器 ３ ．液 压 缸 ４ 恒 张力 绞 车 ． ５ ．铅 块
图 １ 波 浪 补 偿 系 统 执 行 简 图
在起 重机臂 架外 端装有 ２台绞 车 ，１台恒 张力 液压 绞车用 于在 波浪 补偿 时 ２船 的相 对 位移 量 ，１ 台液 压绞 车 用 于 吊放 货 物 。 当不 需 要 作 波 浪 补 偿
ｓｓ ｍ ａ ｅ ｒｓａｃ ｂｅｔ ｈ ａ ｅ ｅｔｂｉ ｅ ｔ ａ ｅｃ ｍ ｅ ｓｔ ｎ ｒｓａｃ ｏ ｅ，ａ ａ ｚｓｔｅ ｃ ｍ ｅ ｓｔ ｎ ｙｔ ｓｔ ｅｅ ｒｈ ｏ ｊｃ，ｔｅ ｐ ｐ ｒ ｓ ｌ ｈ ｓ ｈ ｗ ｖ ｏ ｐ ｎａ ｏ ｅｅ ｒｈ ｍ ｄ ｌ ｎ ｌ ｅ ｈ ｏ ｐ ｎ ａ ｏ ｅ ｈ ａ ｓ ｅ ｉ ｙ ｉ
作业 的船 只会 随着 海 浪 做 不 规 律 的 起 伏 运 动 ，导 致 吊放 的货 物 极 易 撞 击 到 船 甲板 ，严 重 时物 毁 船
损 ，接近 放落 到 甲板 上 的货 物 也 可 能 由于 船 的下
沉 ，造 成 相 当 大 的 经 济 损 失 ，特 别 是 军 用 物 资 （ 弹箱 等 ） 导 ，带 来 了极大 的危 险性 。文 献 ［ ］采 １ 用 主动 与牵 引复 合 的波 浪 补 偿 方 式 ，减 轻 海 况 对 海上 补 给的影 响 。文献 ［ ］研 究 了 １种具 有 波浪 ２ 补偿 和 防晃 功 能 的 船 用 起 重 机 实 现 海 浪环 境 的起 重 作业 。 以上 各 种 研 究 均 为 主 动 式 波 浪 补 偿 ，即 利用 液压 缸 对 波 浪 产 生 的影 响 进 行 补 偿 ，但 液 压 缸具 有反 应 慢 、行 程 短 等 缺 点 。 因 此 ，本 文 提 出 了采 用被 动 式 进 行 波 浪 补 偿 ，通 过 对 调 定 溢 流 阀 的溢 流压 力 设 定 恒 张 力 绞 车 的张 力 ，保 证 恒 张 力 绞 车的 马达 吊着 货 物 随 波 浪 一起 作 正 向或 者 反 向 的旋 转运 动 ，从 而保 证 了在 货 物 的 吊放 过 程 其 相 对平 稳性 ，使得 货物 装卸 过程 的安全可 靠 。
被 动式 波 浪补 偿 系 统 的研 究
姜 飞龙 赵
１江 苏科技 大 学
瑞 姜飞 燕
镇江 ２２０ １０ ３
２安徽 电子信 息职业技 术 学院
摘
蚌埠
２３３ Biblioteka Baidu００
要 ：为 消 除 波 浪对 作 业 船 舶 的影 响 ， 以被 动 式 波 浪 补 偿 反 馈 控 制 系 统 作 为 研 究 对 象 ，建 立 波 浪 补 偿 研
究模型 ，分析了补偿原理 和位 移测量原理 ，合理设计 出 Ｐ Ｆ控 制系统。通过仿真结果 表明 ，被动式 波浪补偿完 Ｄ 全满足波浪补偿反馈控制系统要求 。 关键词 ：波浪补偿 ；液压绞车 ；伪微分控制 ；模型；研究
中 图分 类 号 ：Ｔ ２５ Ｐ ７ 文献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１０ — ７ ５ （０ １ ４—０ １ ０ ０ １ ０ ８ ２ １ ）０ ０ ０— ３
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｌ ｎ ｔ ｈ ｍｐ ｃ ｆｗ ｖ ｓｏ ｐ ｒ ｔ ｇ ｓ ｉ ａ ｉ ｇ ｔｅ ｐ ｓ ｉｅ ｗ ｖ ｏ ｅ ｓ ｔ ｎ ｆｅ ｂ ｃ ｏ ｔ ｌ ｏ ｅｉ ａｅ ｔ ｅ ｉ ａ ｔ ａ ｅ ｎ ｏ ｅａ ｉ ｈｐ，ｔｋ ｎ ａ ｓ ａ ｅｃ ｍｐ ｎ ａｉ ｄ ａ ｋ ｃ ｎ ｒ ｍｉ ｏ ｎ ｈ ｖ ｏ ｅ ｏ
０ 引言
一
．
当 ｏ ２ ｌ ，Ａ ＝ ＋（ 一 ）＝（ ＝ 一 时 ｖ ｏ １ ２ ２
随着 全球 经 济 发 展 对 海 洋 运 输 和海 洋 资 源 的 利用 不 断增 加 ， 由于 受 到 风 浪 的 影 响 ，进 行 海 上
）＋（ 一 ）＝０ ： ，货 物 由常 规液 压 绞 车 通过 卷筒 的正反 转 收放缆绳 实现 货物 的起 吊和下放 。
ｐ ｉ ｃｐ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｄ ｓ ｌ ｃ ｍｅ ｔｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔｐ ｉ ｃｐ ｅ ｎ ａ ｉｎ ｌ ｅ ｉｎ ｈ ＤＦ ｃ ｎｒ ｌｓ ｓ ｍ． Ｔ ｅ ｓｍｕ ａｉｎ ｒ — ｒｎ ｉ ｌ ｎ ｈ ｉ ａ ｅ ｎ ａ ｕ ｅ ｎ ｒｎ ｉ ｌ ，ａ ｄ ｒｔ ａｌ ｄ ｓｇ ｓ ｔ ｅ Ｐ ｏ ｔ ｙ ｔ ｐ ｏ ｙ ｏ ｅ ｈ ｉ ｌｔ ｅ ｏ ｓ ｈ ｈ ｗ ｔ ａ ｅ ｐ ｓ ｉｅ ｗ ｖ ｏ ｅ ｓ ｔ ｎ ｆｌ ｅ ｓｒ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｏ ｖ ｏ ｅ ｓ ｔ ｎ ｆｅ ｂ ｃ ｏ ｔ ｌｓ ｓｅ ｕ ｓ ｓ ｏ ｈ ｔｔ ａ ｓｖ ａ ｅ ｃ ｍｐ ｎ ａｉ ｕ ｌ ｍｅ ｔ ｅ ｕ ｒ ｈ ｏ ｙ ｅ ｎｓ ｆ ｗａ ｅ ｃ ｍｐ ｎ ａ ｉ ｅ ｄ ａ ｋ ｃ ｎｒ ｙ ｔ ｍ． ｏ ｏ Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｗａ ｅ ｃ ｍｐ ｎ ａ ｉｎ ｙ ｒ ｕ ｉ ｗ ｎ ｈ；ｐ ｅ ｄ — ｉ ｅｅ ｔ ｌｃ ｎ ｒ ｌ ｙ ｒｓ ｖ ｏ ｅ ｓ ｔ ；ｈ ｄ ａ ｌ ｉ ｃ ｏ ｃ ｓ ｕ ｏ ｄ ｆ ｒｎ ｉ ｏ ｔｏ ；ｍｏ ｅ ；ｒ ｓ ａ ｃ ｆ ａ ｄ ｌ ｅ ｅ ｒｈ
时 ，由主绞车 马达带 动 卷筒 正 反 转正 常 吊放 货 物 ； 当需 要作 波 浪 补 偿 时 ，恒 张 力 绞 车 绳 索 的一 端 通 过配 重 固定 在补 给船 上 ；当 ２船 产生 相 对运 动 时 ，
由于绞车绳 索要 始终保 持 一定 的 张力 ，则绞 车 随 ２ 船 的运动 以相 应 速 度 正 反 转 收 放 ，从 而 使 缆 筒 在 定 张力 的张 紧 状 态 下 正 反 转 运 动 Ｊ 。缆 简 同轴
图 １ 波 浪 补 偿 系 统 执 行 简 图
在起 重机臂 架外 端装有 ２台绞 车 ，１台恒 张力 液压 绞车用 于在 波浪 补偿 时 ２船 的相 对 位移 量 ，１ 台液 压绞 车 用 于 吊放 货 物 。 当不 需 要 作 波 浪 补 偿
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沉 ，造 成 相 当 大 的 经 济 损 失 ，特 别 是 军 用 物 资 （ 弹箱 等 ） 导 ，带 来 了极大 的危 险性 。文 献 ［ ］采 １ 用 主动 与牵 引复 合 的波 浪 补 偿 方 式 ，减 轻 海 况 对 海上 补 给的影 响 。文献 ［ ］研 究 了 １种具 有 波浪 ２ 补偿 和 防晃 功 能 的 船 用 起 重 机 实 现 海 浪环 境 的起 重 作业 。 以上 各 种 研 究 均 为 主 动 式 波 浪 补 偿 ，即 利用 液压 缸 对 波 浪 产 生 的影 响 进 行 补 偿 ，但 液 压 缸具 有反 应 慢 、行 程 短 等 缺 点 。 因 此 ，本 文 提 出 了采 用被 动 式 进 行 波 浪 补 偿 ，通 过 对 调 定 溢 流 阀 的溢 流压 力 设 定 恒 张 力 绞 车 的张 力 ，保 证 恒 张 力 绞 车的 马达 吊着 货 物 随 波 浪 一起 作 正 向或 者 反 向 的旋 转运 动 ，从 而保 证 了在 货 物 的 吊放 过 程 其 相 对平 稳性 ，使得 货物 装卸 过程 的安全可 靠 。
被 动式 波 浪补 偿 系 统 的研 究
姜 飞龙 赵
１江 苏科技 大 学
瑞 姜飞 燕
镇江 ２２０ １０ ３
２安徽 电子信 息职业技 术 学院
摘
蚌埠
２３３ Biblioteka Baidu００
要 ：为 消 除 波 浪对 作 业 船 舶 的影 响 ， 以被 动 式 波 浪 补 偿 反 馈 控 制 系 统 作 为 研 究 对 象 ，建 立 波 浪 补 偿 研
究模型 ，分析了补偿原理 和位 移测量原理 ，合理设计 出 Ｐ Ｆ控 制系统。通过仿真结果 表明 ，被动式 波浪补偿完 Ｄ 全满足波浪补偿反馈控制系统要求 。 关键词 ：波浪补偿 ；液压绞车 ；伪微分控制 ；模型；研究
中 图分 类 号 ：Ｔ ２５ Ｐ ７ 文献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１０ — ７ ５ （０ １ ４—０ １ ０ ０ １ ０ ８ ２ １ ）０ ０ ０— ３
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一
．
当 ｏ ２ ｌ ，Ａ ＝ ＋（ 一 ）＝（ ＝ 一 时 ｖ ｏ １ ２ ２
随着 全球 经 济 发 展 对 海 洋 运 输 和海 洋 资 源 的 利用 不 断增 加 ， 由于 受 到 风 浪 的 影 响 ，进 行 海 上
）＋（ 一 ）＝０ ： ，货 物 由常 规液 压 绞 车 通过 卷筒 的正反 转 收放缆绳 实现 货物 的起 吊和下放 。
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时 ，由主绞车 马达带 动 卷筒 正 反 转正 常 吊放 货 物 ； 当需 要作 波 浪 补 偿 时 ，恒 张 力 绞 车 绳 索 的一 端 通 过配 重 固定 在补 给船 上 ；当 ２船 产生 相 对运 动 时 ，
由于绞车绳 索要 始终保 持 一定 的 张力 ，则绞 车 随 ２ 船 的运动 以相 应 速 度 正 反 转 收 放 ，从 而 使 缆 筒 在 定 张力 的张 紧 状 态 下 正 反 转 运 动 Ｊ 。缆 简 同轴