海洋船载电驱动绞车主动升沉补偿控制方法研究

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1、股密级：非密硕士学位论文中图分类号：TP391.9海洋船载电驱动绞车主动升沉补偿控制方法研究学位类型：专业学位学科（专业学位类别）：控制工程作者姓名：李成导师姓名及职称：赵延明副教授实践导师姓名及职称：何文飚高级工程师学院名称：信息与电气工程学院论文提交日期：2016年6月1日海洋船载电驱动绞车主动升沉补偿控制方法研究学位类型：专业学位学科（专业学位类别）：控制工程作者姓名：李成作者学号：14020401010导师姓名及职称：赵延明副教授实践导师姓名及职称：何文飚高级工程师学院名称：信息与电气工程学院论文提交日期：2016年6月1日学位授予单位：湖南科技大学Themet

2、hodresearchonactiveheavecompensatedcontrolinmarineshipboardelectricdrivewinchTypeofDegreeProfessionalDegreeDiscipline(TypeofProfessionalDegree)ControlEngineeringCandidateLiChengStudentNumber14020401010SupervisorandProfessionalTitleZHAOYanmingA.Pro.PracticeMentorandProfessionalTitleHeWenb

3、iaoS.E.SchoolSchoolofInformationandElectricalEngineeringDateJune1st,2016UniversityHunanUniversityofScienceandTechnology学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学

4、位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南科技大学可以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，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要随着人口数量快速增长、陆地资源越来越匮乏和环境不断恶化，世界各国聚焦蕴藏着丰富矿产资源的海洋。在深海进行海洋资源勘探和开发，都需要专门的海洋工程设备来完成，其中具有主动升沉补偿功能的海洋船载绞车是有效实现精密贵重的海洋资源勘探与开发装备收

5、放的关键甲板机械装备，而目前我国这类绞车主要依赖进口。因此，开展电驱动海洋绞车主动升沉补偿机理与控制技术的研究，提升我国海洋装备研发能力和技术水平。具体研究工作如下：（1）综述了绞车主动升沉补偿技术的国内外现状与发展趋势，以交流变频驱动海洋船载绞车为研究对象，探讨了海洋船载电驱动绞车整体结构与工作原理，分析了海洋船载电驱动绞车的主动升沉补偿原理，为了克服补偿系统大滞后性、扰动的随机性，提出带超前预测的“前馈-反馈”复合控制策略。（2）研究了海洋船载电驱动绞车收放过程中的影响因素问题，开展其控制系统建模与仿真研究，建立起电驱动绞车控制系统的传递函数，并深入分析了下放缆绳长

6、度、负载重量、缆绳直径等参数对收放负载运动的影响。仿真结果表明:下放缆绳长度、负载重量、缆绳直径的变化均会引起绞车收放负载运动位移幅值、震荡周期的变化，为实现海洋船载电驱动绞车主动升沉补偿控制提供理论依据。（3）运用时间序列分析技术，建立了母船升沉运动预测模型，采用带超前预测的“前馈-反馈”复合控制策略，建立起海洋船载电驱动绞车主动升沉补偿预测PID复合控制系统Simulink仿真模型，通过比较PID控制、预测PID复合控制的仿真结果，验证了预测PID复合控制对电驱动绞车主动升沉补偿控制的有效性，并深入分析了在复合控制策略下下放缆绳长度、负载重量、缆绳直径等参数对收放负

7、载运动的影响。（4）分析海洋船载电驱动绞车主动升沉补偿控制系统实验方案，基于PLC、变频技术、伺服驱动技术，完成海洋绞车主动补偿控制系统实验平台设计；采用组态软件开发海洋绞车主动补偿控制系统监控软件。关键词：海洋船载绞车；电驱动；主动升沉补偿；控制系统建模；仿真-i-ABSTRACTWithrapidgrowthofpopulation,increasingscarcityoflandresourcesanddeterioratingofenvironment,theworldfocusesontheoceanthatrichesinmi