深海采矿装置升沉补偿控制系统研究

介绍深海采矿装置升沉补偿液压系统工作原理,分析控制系统原理,基于PDF算法建立伺服控制系统,通过仿真验证控制系统的可行性.     

水下拖曳升沉补偿负载模拟加载系统的设计

提出并设计了一种水下拖曳升沉补偿负载模拟加载系统,通过张力模拟信号发生器对水下拖曳升沉补偿系统的负载理论值进行实时计算,采用电液比例溢流阀控制液压马达驱动加载液压绞车实现对升沉补偿系统的加载.应用Simulink工具建立了液压加载系统的仿真模型,并对其性能进行了仿真研究.仿真结果表明,该负载模拟加载系统能够对水下拖曳升沉补偿系统的负载进行准确模拟.     

深海采矿长行程升沉补偿油缸的同步检测与控制

提出采用短量程的传感器检测两个或多个长行程油缸的同步误差的相对检测法,与绝对位移检测比较,成本低,易安装,操作方便;建立了双缸同步补偿模拟实验系统,结合计算机技术实现了在线测控;提出模糊-PID控制策略进行同步补偿控制,自行开发了相应的软件实现同步误差的补偿控制;为深海采矿长行程升沉补偿油缸的同步检测与控制提供了合理的实验数据。     

重型扬矿管主动升沉补偿系统的设计与仿真研究

本文设计了一种采用电液比例方向阀控制的重型扬矿管主动升沉补偿系统，利用SIMULINK和功率键合图建立了升沉补偿系统的仿真模型，对系统的静动态特性进行了仿真研究，分析了其对控制策略的要求。     

基于AMESim的半主动式升沉补偿系统仿真研究

为进一步研究半主动式升沉补偿的补偿工作机制,在对半主动式升沉补偿装置补偿原理分析的基础上,对装置中的气液储能器和主动补偿缸进行了力学分析和流量连续性分析,并基于AMESim软件对补偿系统进行建模和仿真分析。结果表明:补偿过程中大钩位移随时间变化范围较小,处于小幅值正弦波动范围内,系统能耗曲线近似呈线性上升趋势以及气液储能器压力曲线变化整体趋于平稳。该系统仿真结果能为半主动式升沉补偿装置的设计改进和技术发展提供参考,进一步提高系统的补偿效率和降低能耗。     

潜式坐标纵向运动水阻力特性的实验研究

结合深海采矿升沉补偿系统潜式坐标设计等的需要，研究了潜式坐标纵向运动水阻力的变速度试验方法和装置。经模型试验获取了阻力-速度经验公式，并从多个角度对其进行了分析对比，表明试验结果可信。本方法为海洋采矿领域潜式坐标的研究提供了技术支持。     

基于AMESim的浮式钻井平台钻柱升沉补偿系统仿真研究

针对海浪升沉运动对钻柱和钻压的影响,设计基于电液比例阀控制非对称油缸的海洋浮式钻井平台钻柱升沉补偿系统。通过对系统中电液比例阀和液压缸进行分析,搭建了基于AMESim软件的主动补偿和半主动补偿系统仿真模型,运用PID控制算法进行仿真研究。仿真结果表明,设计的补偿系统具有较好的补偿效果。该模型可为升沉补偿系统研究提供参考。     

海洋升沉模拟系统设计与控制算法研究

为了模拟海洋钻井平台的升沉运动规律,设计并搭建了一套基于电液比例阀控马达的位置伺服系统,建立了系统数学模型,对控制算法进行了数值仿真与实验研究,采用逐步细化的分段PID方法实现了模糊PID算法。研究结果表明:带死区补偿的模糊PID算法稳定性好、控制精度高,实现了带载状况下高精度的升沉运动模拟,满足性能要求。     

直驱绞车型升沉补偿系统模拟实验台液压系统的研究

提出了一种基于直驱容积控制用来模拟绞车型升沉补偿系统的实验台方案,利用AMESim软件搭建了该系统的模型,确定了系统的结构和参数,设计了一个伺服电机调速控制和变量泵调排量联合控制器和能量计算器,并对其补偿特性仿真分析和整个系统的能量值计算。结果表明:该系统具有良好的补偿特性,所提出的实验方案可行,控制器的设计能够较好地实现直驱联合控制。能量值计算表明复合控制相对单一的伺服调速控制或单一变排量控制具有明显节能效果。这一成果为实验台的搭建提供了参考。     

绞车型升沉补偿模拟系统的压力脉动分析及实验

为了研究脉动对绞车型升沉补偿系统的平稳性影响,在搭建升沉补偿模拟实验台液压系统的基础上,理论分析影响柱塞泵控液压系统的流量脉动和压力脉动的因素,通过实验测试直驱柱塞泵控马达液压系统压力脉动的规律与计算机仿真柱塞泵控液压系统所得的压力的脉动规律基本一致。并开展实验,验证高压腔体积和泵转速对直驱容积泵控马达液压系统压力脉动的影响与理论、仿真是一致的。     

主动式钻柱升沉补偿模拟实验台控制系统设计

根据主动式钻柱升沉补偿系统控制原理,设计并搭建了主动式钻柱升沉补偿系统模拟实验台。利用Matlab/Simulink的x PC target模块搭建实时控制系统,将模糊PID控制器应用在升沉补偿控制系统中,并进行了实验。利用Lab VIEW软件开发了上位机界面。结果表明:基于模糊PID的控制系统具有良好的补偿性能,能够补偿高低不同频率的升沉运动。     

深海开采系统升沉补偿装置虚拟样机实践技术

介绍了虚拟样机在深海开发中的运用，并给出了利用参数化、并行化和集成化设计，建立升沉补偿装置虚拟样机模型的具体实现方法，可以为深海开采系统总体设计提供参考。     

主动式钻柱升沉补偿系统模拟实验及仿真

根据主动式钻柱升沉补偿系统的工作原理,设计并搭建了主动式钻柱升沉补偿系统模拟实验台,利用AMESim软件建立实验台模型并得到补偿缸缸体和活塞杆的位移仿真曲线,利用Matlab／Simulink的xPC Target模块搭建实时控制系统并进行实验。结果表明,同一组PID参数下的仿真结果和实验结果具有较好的一致性,AMESim和Matlab／Simulink软件的应用可以提高升沉补偿系统的设计效率。     

超深浮式钻井绞车型升沉补偿系统绞车体结构设计

介绍一种超深浮式钻井绞车型升沉补偿系统的原理。对绞车体进行了参数计算和结构设计,采用Solid Works建立了绞车体的三维实体模型,利用ANSYS Workbench进行了绞车体的有限元分析。结果表明:结构布局合理,结构强度符合静力学要求。研究结果将为绞车型升沉补偿系统的结构设计提供参考。     

水模拟实验台设计

介绍了水模拟实验台的整体结构，它是由机械部分和控制部分所组成；在机械部分用了组合式和液压升降机构，可模拟２种浇注类型控制部分采用微电子控制和数字显示技术；设计了液位控制仪、温度控制仪和计时仪；选定量程全部用数码拨盘开关；实验台的测试结果表明，测试参数多、精度高、直观、操作方便。     

基于DSP的升沉运动模拟系统控制器的设计

介绍升沉运动模拟实验系统的原理,研制基于DSP的升沉运动模拟系统控制器,包括基于Windows系统的上位机监控软件和以DSP作为主处理器的DSP控制器;通过实验模拟正弦型和P-M海浪型升沉运动。实验结果表明:采用基于DSP的升沉运动模拟系统控制器达到了升沉运动模拟效果,控制器的结构合理。