船用吊艇架减摆机理建模与控制研究

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1、哈尔滨I：科人学硕十学何论文摘要刚性连接的船用吊艇架与船用起重机类似，是用于海上进行小艇释放、回收作业的重要装置。但是当吊艇架进行小艇释放、回收作业时，海浪、海风等扰动因素引起的母船摇摆会通过吊艇架转移到吊点，引起摇臂下小艇的大幅度摆动，这不仅会导致小艇及设备的受损，甚至可能会导致人员的伤亡，因此，对吊艇架海上释放、回收小艇过程中小艇的摆动机理及其减摆控制技术进行分析研究，提高吊艇架可承受的作业海况及其系统的安全可靠性具有重要的现实意义。本论文在查阅了国内外相关文献的基础上，采用坐标变换方法，对

2、动态条件下母船摇摆到吊艇架端头摆动之间的传递关系进行了深入的分析研究，利用正向原理与逆向原理，建立了母船摇摆与吊点摆动之间的运动传递模型。在此基础上，以摇臂上部吊点运动对摇臂引起的扰动力作为输入，运用拉格朗R方程建立了吊艇摆动的动力学模型，并对影响吊艇摆动的因素进行了深入分析。建立了仿真分析模型，并进行了仿真分析研究，得到了影响小艇摆动的主要因素。最后，在分析了基于液压缸的刚性连接吊艇架减摆原理与动力机构模型的基础上，以液压缸减摆补偿量为控制输入，采用神经元网络，分析设计了吊艇架主动式减摆控制策

3、略，并对控制器的稳定性进行了分析研究，在此基础上，对基于神经元网络的吊艇架减摆控制策略进行了仿真，通过与传统PID控制仿真进行对比结果显示，该控制器能够较好减少小艇的摆动。关键词：船用吊艇架；坐标变换；神经元网络；减摆控制哈尔滨f：拌人学硕十学何论文ABSTRACTnemarinedavitofrigidconnectionsisanimportantdeviceusedforreleasingandrecyclingsmallboatunderseawaves，whichissimilarto

4、marinecrane．Whilethedavitreleasesorrecoveriesthesmallboat，theswingmotionofthemothershipinducedbyseawavecancausemotionofhangingpointofthedavit，whichwillinducesharpswingofthesmallboathangedonthearmofthedavit．Thesharpswingoftheboatisverydangeous，itisnot

5、onlymaycausethedamageoftheboatandrelatedequipments，butalsoinducecasualties．Therefore，ithasimportantsignificancetostudytheswingmechanismofthesmallboatintheprocessofreleasingandrecoveringunderseawaves，andtostudyanti—swingcontroltechnology．Inthispaper，B

6、asingonrelatereferencesbothhereandabroad，thedynamicmotiontransitiverelationbetweenthemothershipandendofthea／misanalyzeddeeplybyusingcoordinatetransformationmethod．Afterthat，themotiontransfermodelbetweenmothershipandhandingpointofthedavitisestablished

7、accordingtothepositiveandreversekinematicprinciples．Andthen，thedynamicmodelofthedavitisestablishedwiththeLagrangeequation，inwhich，thedisturbedforcecausedbymotionofarmhandingpointisregardedasitsinput．Afteranalysisfactorsinfluencingswingofsmallboat，the

8、simulationmodelisestablishedandsiumationisdone，fromsimulationresult，mainfactorsaffectingtheswingofthesmallboatareconcluded．Finally，basingontheanti-swingtheoryofrigidconnectivedavitandmodelofactuator，byusingneuralcellnet，ananti—swingcontrollerisdesign