升沉补偿模拟试验系统的设计与实验研究

提出和研制了深海采矿扬矿管的主动型升沉补偿模拟试验系统，实现了采矿船的升沉模拟和升沉补偿模拟，并进行了实验研究。实验的结果证明，采用电液比例阀控缸执行机构进行主动升沉补偿的方案是可行的和有效的，采用高性能的电液比例方向阀和合适的控制策略可以获得很高的升沉补偿精度。     

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。     

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。     

复合液压缸式半主动升沉补偿系统建模及仿真

为提高深海有缆水下机器人吊放作业的安全性,提出一种复合液压缸式半主动升沉补偿系统,介绍系统的工作原理,并利用AMESim分别建立了系统在被动升沉补偿模式与半主动升沉补偿模式下的仿真模型。对比分析了不同升沉频率下系统的补偿性能和补偿过程中复合液压缸活塞位移与蓄能器压力的变化规律。分析结果表明,所提出的半主动升沉补偿系统能有效降低周期性母船升沉运动对铠缆张力和中继器位移的影响。     

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。     

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。     

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。     

基于AMESim的采矿船升沉补偿系统能耗分析

因为浪涌产生的升沉运动会对采矿船的作业造成巨大的负面影响,所以需要升沉补偿系统来保障采矿船作业的安全性和稳定性。升沉补偿系统可分为被动式、主动式和主被动式,主被动式是主动模块和被动模块的结合。针对被动式补偿精度不高、主动式系统能耗过大的缺点,设计一套主被动升沉补偿系统,利用AMESim软件搭建2 MN主被动升沉补偿模型,并与相关试验结合,先证明建立的仿真模型是可信的,然后在不同负载、不同波浪周期、不同波浪幅值下模拟主被动升沉补偿系统主动模块能耗功率特性。结果表明：主动补偿模块功率的平均贡献比在20%左右,被动补偿模块承担约80%,体现了主被动升沉补偿系统的节能性。     

天车式半主动钻柱升沉补偿系统多学科仿真分析

为了对天车式半主动钻柱升沉补偿系统样机设计方案进行原理验证,基于SimulationX多学科仿真软件构建了液气回路和多体机械系统联动模型,分别针对被动补偿工况、主被动联合工况和液压介质发生泄漏的工况开展动态响应分析研究。研究表明:该天车式半主动钻柱升沉补偿系统的补偿精度、蓄能器压力波动、被动补偿液压缸结构稳定性达到设计目标和规范的要求。液压介质泄漏量较小时,系统仍能保持补偿功能,符合船级社相关规范的要求。研究结果为我国天车式半主动钻柱升沉补偿系统的研制提供参考。     

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。     

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.     

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。     

主动式波浪补偿液压驱动系统的仿真与实验

以主动式波浪补偿液压驱动系统为研究对象,对整个波浪补偿的电气控制系统进行设计,建立主动式波浪补偿液压驱动系统的数学模型,推导出主动式波浪补偿驱动系统的传递函数,引入PDF(伪微分)算法。运用MATLAB/Simulink对波浪补偿驱动系统的数学模型进行仿真分析,推断出在整个主动式波浪补偿驱动系统中采用PDF(伪微分)控制算法系统响应性能完全满足系统要求。最后通过电机模拟液压驱动系统,根据实验结果来验证PDF控制的优越性。     

浮式钻井平台升沉模拟系统设计

设计电液比例阀控制非对称油缸模拟钻井平台升沉运动的实验系统,建立阀控缸的动态方程并用Matlab进行仿真。设计测控系统并采用PID和死区P控制相结合的方法控制比例阀,有效减小了死区对控制精度的影响。实验结果表明,该模拟系统可实现较高精度的位移跟踪。