深水起重设备水下负载特性及控制策略研究

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1、密级１：分类号：单位代码些哩ＵＤＣ：乂是涂事乂學縣、刚日戸全日制学术型硕ｉ研究生学位论文深水起重设备水下负载特性及控制策略研究侯乔指导教师孙玉清教授申请学位类别Ｉ工学硕±学科（专业）名称韓机工程学位授予草位大連海事大学如１５年１月分类号密级ＵＤＣ单位代码１０１５１大连海事大学硕±学位论文深水起重设备水下负载特性及控制策略研究侯乔指导教师孙玉清职称教授学位授予单位大

2、连海事大学工程申请学位类别工学硕±学科（专业）轮机２０１５．１论文完成日期２０１５．１答辩日期答辩委员会主席ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＵｎｄｅｒｗａｔｅｒＬｏａｄＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＳｔｒａ化ｇｙｏｆｔｈｅＤｅｅｐｗａｔｅｒＬｉ化ｉｎｇＥｑｕｉｐｍｅｎｔｓＡ化ｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄ化ＤａｌｉａｎＭａｒｉｔｉｍｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ＊ｅｎｒｒｅｅＩｎａｒｔｉａｌｆｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆｔｈｅ

3、ｉｅｍｒｅｍｔｓｆｏｔｈｅｄｅｇｏｆｐｑＭａｒｉｎｅＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇｂｙＨｏｕＱｉａｏＭａｒｉｎｅＥｎｉｎｅｅｒｉｎ（ｇｇ）ＴｈｅｓｉｓＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：ＰｒｏｆｅｓｓｏｒＳｕｎＹｕｑｉｎｇＪａｎｕａｒ２０１５ｙ大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明：独立进行研究工作所取得的成果本人郑重声明本论文是在导师的指导下，，＂＂撰写成硕±学位论文深水起重设备水下负载特性及控制策略研究。除论文中已经注明引用的内容外，

4、对论文的研巧做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研巧生学位论文的规定，ｇｐ：大连海事大学有权保留并向国家有关部口或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用

5、影巧、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕±学位论文全文数据库》（中国学术期刊（光盘版）电子杂志社）、《中国学位论文全文数据库》（中国科学技术信息研巧所）等数据库中，并Ｗ电子出版物形式出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于：保密□在年解密后适用本授权书。＂＂不保密马／（请在上方框内打Ｖ）论文作者签名：导师签名：■：日期文〇〇年Ｉ月中文摘要巧要随着全球对海底油气资源的开发利用向深海的范

6、围扩展，深水起重机己逐渐一成为海洋工程作业中的关键装备之。在进行水下生产系统的安装时，由于深海的复杂海况，吊装钢缆所受到的载荷Ｗ及由于船舶和环境扰动造成的系统随机运动让水下生产系统的安装难度大大增加。这些负面的影响増加了吊装作业的工作时间，加大了在恶劣海况下作业的风险。为了让深水起重作业更加安全和高效，有必要对深水起重机负载特性进行研巧。本文采用理论研究、计算机建模与仿真相结合的研究方法对起重机的负载特性Ｗ及波浪补偿控制策略进行研巧。主要的研巧工作为建立吊装钢缆、吊重物

7、、船舶运动的数学模型，得到了吊装钢缆的二阶运动微分方程；用Ｍａｔｌａｂ中的Ｓｉｍｕｌｉｎｋ工具箱完成了模型的仿真工作，５００ｍ２０００ｍ得到了和长的钢丝绳在波浪的扰动下的弹性伸长量时变曲线，并由此汁算出吊物在深水中的位移曲线。使用有限元分析软件ＡＮＳＹＳ对起重机绳索系统进行结构建模。与前文搭建的数学模型仿真结果相比，最后得到的吊物的位置变化曲线非常接近。在没有做实验的情况下，最大程度的证明了两个模型搭建的准确性与可信性。ｌ最后，选用了ｐｒｏ作为控制策略，并对控制策略进行了

8、Ｓｉｍｕｉｎｋ仿真；仿真结果表明：采用ＰＩＤ控制策略后吊物位移曲线的超调量明显减少，吊物在垂直维度的偏移量降低了约４９％。关佳词：起重机：垂直绳索系统：有限元：升巧妹借ＰＩ鹏制英文摘要ＡＢＳＴＲＡＣＴＴｈｅｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎｏｆｓｕｂｓｅａｗｓｏｕｒｃｅｓｓｕｃｈａｓ〇ｎａｎｄｇａｓｉｓｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｔｏｄｅｅｐｗａｔｅｒ，ａｓａｒｅｓｕｌｔｄｅｅｗａｔｅｒｃｒａｎｅｈａｓｒ