船用起重機和波浪補償控制系統(tǒng)設計研究.pdf

1、海上補給是提高海軍戰(zhàn)斗力的一項重要戰(zhàn)術技術措施。性能良好、具有波浪補償功能的船用起重機是艦船海上作業(yè)重要裝置。船用起重機是工業(yè)機器人和起重機系統(tǒng)相結合的產物，它同時具有機器人和起重機系統(tǒng)的結構特點和工作方式，研究工作難度高。 目前龍門搖擺起重機已設計有橫向防搖及縱向防搖裝置，但是大多適應性差，不能適應惡劣海況條件下貨物轉載、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的原理，并對惡劣海況下的船舶姿態(tài)進行

2、了分析，建立了龍門式變幅起重機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的響應情況。 首先分析了船用起重機結構原理，分析設計了變幅機架液壓系統(tǒng)原理圖、起吊絞機液壓系統(tǒng)原理圖和波浪補償系統(tǒng)液壓原理圖，并分析了其工作原理。建立變幅起重機的變幅及起吊液壓系統(tǒng)模型，并對模型進行仿真分析。然后，建立不同海況下船舶的運動模型，分析船舶的運動規(guī)律，并分析波浪補償裝置對起重機的影響。建立無波浪補償時起重機系統(tǒng)動力學模型，對不同條件下貨

3、物運動進行仿真，分析了補給船運動、起重機的不同位置、起重機臂傾角和吊繩長度對貨物補給過程中貨物箱運動的影響，為波浪補償系統(tǒng)設計提供必要的依據。通過動力學仿真計算，得到了由于海浪引起船舶的橫搖、縱搖、升沉運動對起重機性能的影響。在貨物箱下降過程中，當系統(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，影響了起重機的正常工作，必須采用波浪補償消減搖擺幅值。 最后，采用PLC控制技術設計龍門式變幅起重機的控制系統(tǒng)方案，進行了電