[發(fā)明專利]海洋船載交流變頻絞車主動(dòng)升沉補(bǔ)償控制系統(tǒng)及控制方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510001086.4
• 申請(qǐng)日: 2015-08-03
• 公開（公告）號(hào): CN104495672A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙延明;劉德順;黃良沛;張小平;李成;劉厚才
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B66D1/48
• 分類號(hào): B66D1/48;B66D1/12;B66D1/22
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務(wù)所(普通合伙) 43108
• 代理人: 顏昌偉

1.一種海洋船載交流變頻絞車主動(dòng)升沉補(bǔ)償控制系統(tǒng)，其特征在于：包括熱備冗余控制器、變頻器組、交流變頻電機(jī)、傳動(dòng)行星輪系、鎧裝臍帶纜、卷筒和信號(hào)檢測(cè)傳感器，所述信號(hào)檢測(cè)傳感器采集卷筒的轉(zhuǎn)速、母船的升沉加速度，信號(hào)檢測(cè)傳感器的信號(hào)輸出端與熱備冗余控制器相連，將采集到的信號(hào)送入熱備冗余控制器中，熱備冗余控制器經(jīng)變頻器組與交流變頻電機(jī)相連，交流變頻電機(jī)通過減速器與傳動(dòng)行星輪系連接，所述傳動(dòng)行星輪系固接在卷筒的一端，所述鎧裝臍帶纜卷繞在卷筒上，鎧裝臍帶纜的自由端與深海作業(yè)裝備相連。

2.如權(quán)利要求1所述的海洋船載交流變頻絞車主動(dòng)升沉補(bǔ)償控制系統(tǒng)，其特征在于：所述信號(hào)檢測(cè)傳感器包括角度編碼器和加速度傳感器，角度編碼器安裝在卷筒主軸上，加速度傳感器安裝在母船上。

3.如權(quán)利要求2所述的海洋船載交流變頻絞車主動(dòng)升沉補(bǔ)償控制系統(tǒng)，其特征在于：所述熱備冗余控制器包括主控制器和備控制器。

4.如權(quán)利要求3所述的海洋船載交流變頻絞車主動(dòng)升沉補(bǔ)償控制系統(tǒng)，其特征在于：所述變頻器組包括變頻器Ⅰ、變頻器Ⅱ和變頻器Ⅲ，變頻器Ⅰ、變頻器Ⅱ和變頻器Ⅲ中，每臺(tái)變頻器拖動(dòng)2臺(tái)交流變頻電機(jī)。

5.如權(quán)利要求4所述的海洋船載交流變頻絞車主動(dòng)升沉補(bǔ)償控制系統(tǒng)，其特征在于：所述傳動(dòng)行星輪系包括6個(gè)行星齒輪和一個(gè)內(nèi)齒圈，內(nèi)齒圈與卷筒一端固接，6個(gè)行星齒輪對(duì)稱分布于內(nèi)齒圈內(nèi)圓周上并與內(nèi)齒圈上的齒相嚙合，每臺(tái)交流變頻電機(jī)通過減速器與一個(gè)行星齒輪相連，行星齒輪在交流變頻電機(jī)的作用下運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)與之固接的卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)。

6.一種權(quán)利要求5所述的海洋船載交流變頻絞車主動(dòng)升沉補(bǔ)償控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：通過超前預(yù)測(cè)前饋控制與多輸入單輸出反饋控制的復(fù)合控制方法輸出控制量，對(duì)3臺(tái)變頻器進(jìn)行控制，進(jìn)而控制6臺(tái)交流變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)卷筒的運(yùn)動(dòng)。

7.如權(quán)利要求6所述的海洋船載交流變頻絞車主動(dòng)升沉補(bǔ)償控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：超前預(yù)測(cè)前饋控制的具體步驟包括：加速度傳感器檢測(cè)母船隨海浪升沉的加速度，然后進(jìn)行數(shù)字積分獲得升沉運(yùn)動(dòng)的速度、位移，運(yùn)用時(shí)間序列分析方法，建立母船升沉速度和位移的自回歸時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型，對(duì)母船升沉運(yùn)動(dòng)下一時(shí)刻運(yùn)動(dòng)的速度、位移進(jìn)行預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)超前預(yù)測(cè)前饋控制。

8.如權(quán)利要求6所述的海洋船載交流變頻絞車主動(dòng)升沉補(bǔ)償控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：多輸入單輸出反饋控制的具體步驟包括：通過角度編碼器檢測(cè)卷筒轉(zhuǎn)速，將轉(zhuǎn)速變換后獲得負(fù)載速度；采集變頻器輸出至變頻電機(jī)的電流，將電流變換后獲得纜繩張力，把負(fù)載速度與纜繩張力作為反饋，并與設(shè)定值進(jìn)行比較，經(jīng)多輸入單輸出內(nèi)模PID魯棒控制算法進(jìn)行反饋控制。

9.如權(quán)利要求8所述的海洋船載交流變頻絞車主動(dòng)升沉補(bǔ)償控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：卷筒的轉(zhuǎn)速結(jié)合母船升沉速度，獲得負(fù)載的收放速度；通過采集變頻器輸出至變頻電機(jī)的電流，然后通過減速器與行星輪系減速比可以得出卷筒的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，從而推導(dǎo)出纜繩張力。