船用起重機(jī)和波浪補(bǔ)償控制系統(tǒng)設(shè)計研究.pdf

1、海上補(bǔ)給是提高海軍戰(zhàn)斗力的一項(xiàng)重要戰(zhàn)術(shù)技術(shù)措施。性能良好、具有波浪補(bǔ)償功能的船用起重機(jī)是艦船海上作業(yè)重要裝置。船用起重機(jī)是工業(yè)機(jī)器人和起重機(jī)系統(tǒng)相結(jié)合的產(chǎn)物，它同時具有機(jī)器人和起重機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作方式，研究工作難度高。 目前龍門搖擺起重機(jī)已設(shè)計有橫向防搖及縱向防搖裝置，但是大多適應(yīng)性差，不能適應(yīng)惡劣海況條件下貨物轉(zhuǎn)載、打撈落水人員物品和收放救生小艇的需要。本課題分析了搖擺變幅龍門式起重機(jī)的原理，并對惡劣海況下的船舶姿態(tài)進(jìn)行

2、了分析，建立了龍門式變幅起重機(jī)和不同海況下的船舶姿態(tài)模型，仿真分析不同情況下起重機(jī)的響應(yīng)情況。 首先分析了船用起重機(jī)結(jié)構(gòu)原理，分析設(shè)計了變幅機(jī)架液壓系統(tǒng)原理圖、起吊絞機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖和波浪補(bǔ)償系統(tǒng)液壓原理圖，并分析了其工作原理。建立變幅起重機(jī)的變幅及起吊液壓系統(tǒng)模型，并對模型進(jìn)行仿真分析。然后，建立不同海況下船舶的運(yùn)動模型，分析船舶的運(yùn)動規(guī)律，并分析波浪補(bǔ)償裝置對起重機(jī)的影響。建立無波浪補(bǔ)償時起重機(jī)系統(tǒng)動力學(xué)模型，對不同條件下貨

3、物運(yùn)動進(jìn)行仿真，分析了補(bǔ)給船運(yùn)動、起重機(jī)的不同位置、起重機(jī)臂傾角和吊繩長度對貨物補(bǔ)給過程中貨物箱運(yùn)動的影響，為波浪補(bǔ)償系統(tǒng)設(shè)計提供必要的依據(jù)。通過動力學(xué)仿真計算，得到了由于海浪引起船舶的橫搖、縱搖、升沉運(yùn)動對起重機(jī)性能的影響。在貨物箱下降過程中，當(dāng)系統(tǒng)擺動頻率接近縱搖和橫搖頻率時，拉力和貨物箱擺動幅值增大，影響了起重機(jī)的正常工作，必須采用波浪補(bǔ)償消減搖擺幅值。 最后，采用PLC控制技術(shù)設(shè)計龍門式變幅起重機(jī)的控制系統(tǒng)方案，進(jìn)行了電