[發(fā)明專(zhuān)利]海洋絞車(chē)主動(dòng)升沉補(bǔ)償電傳動(dòng)系統(tǒng)給定轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)補(bǔ)償方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110035250.9
• 申請(qǐng)日: 2021-01-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112678704B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張小平;嚴(yán)穎;趙延明;黃良沛;劉德順
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 湖南科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B66D1/48
• 分類(lèi)號(hào): B66D1/48;B66D1/28
• 代理公司: 湖南喬熹知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43262
• 代理人: 安曼

本發(fā)明公開(kāi)了一種海洋絞車(chē)主動(dòng)升沉補(bǔ)償電傳動(dòng)系統(tǒng)給定轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)補(bǔ)償方法，具體為：通過(guò)檢測(cè)的母船升沉運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)加速度求對(duì)應(yīng)于其傳動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速及母船升沉運(yùn)動(dòng)周期；實(shí)時(shí)檢測(cè)傳動(dòng)電機(jī)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩，計(jì)算該傳動(dòng)電機(jī)在當(dāng)前升沉運(yùn)動(dòng)周期中的平均轉(zhuǎn)矩；同時(shí)實(shí)時(shí)檢測(cè)傳動(dòng)電機(jī)在當(dāng)前采樣周期的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩，得傳動(dòng)電機(jī)在當(dāng)前采樣周期的轉(zhuǎn)矩偏差；計(jì)算傳動(dòng)電機(jī)在當(dāng)前采樣周期的轉(zhuǎn)速補(bǔ)償值，對(duì)電機(jī)當(dāng)前采樣周期的初始給定轉(zhuǎn)速進(jìn)行補(bǔ)償，得傳動(dòng)電機(jī)在當(dāng)前采樣周期補(bǔ)償后的給定轉(zhuǎn)速；對(duì)傳動(dòng)電機(jī)實(shí)施高性能調(diào)速控制，使其實(shí)際轉(zhuǎn)速準(zhǔn)確跟蹤其給定轉(zhuǎn)速，即可實(shí)現(xiàn)海洋絞車(chē)主動(dòng)升沉補(bǔ)償控制的高精度同步控制目標(biāo)。本發(fā)明具有原理簡(jiǎn)單、補(bǔ)償效果好等特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海洋絞車(chē)主動(dòng)升沉補(bǔ)償控制領(lǐng)域，尤其涉及一種海洋絞車(chē)主動(dòng)升沉補(bǔ)償電傳動(dòng)系統(tǒng)給定轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)補(bǔ)償方法。

背景技術(shù)

海洋絞車(chē)是海洋科學(xué)考察與海洋資源勘探及開(kāi)發(fā)的重要收放設(shè)備。由于受風(fēng)浪流強(qiáng)非線性干擾的影響，海洋絞車(chē)會(huì)隨母船作劇烈的升沉運(yùn)動(dòng)，不僅嚴(yán)重影響了海洋工程作業(yè)的正常進(jìn)行或水下設(shè)施的正常工作，而且會(huì)對(duì)絞車(chē)收放纜繩產(chǎn)生巨大的作用力甚至導(dǎo)致其斷裂。因此針對(duì)海洋絞車(chē)研究開(kāi)發(fā)相應(yīng)的主動(dòng)升沉補(bǔ)償功能，以補(bǔ)償母船升沉運(yùn)動(dòng)對(duì)海洋絞車(chē)正常作業(yè)造成的不利影響具有重要意義。

目前在海洋絞車(chē)主動(dòng)升沉補(bǔ)償控制方面已開(kāi)展了大量研究，提出了諸如模型預(yù)測(cè)控制、自適應(yīng)濾波控制和滑模控制等多種控制方法，雖取得了不同程度的控制效果，但均未能達(dá)到高精度恒張力的控制目標(biāo)。而要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，就必須控制海洋絞車(chē)實(shí)現(xiàn)與母船升沉運(yùn)動(dòng)保持高精度的同步運(yùn)轉(zhuǎn)；而要實(shí)現(xiàn)該同步運(yùn)轉(zhuǎn)目標(biāo)，首先必須獲得海洋絞車(chē)電傳動(dòng)系統(tǒng)的準(zhǔn)確給定轉(zhuǎn)速，如此才能通過(guò)對(duì)電傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施高性能的調(diào)速控制，使其實(shí)際轉(zhuǎn)速準(zhǔn)確跟蹤其給定轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到海洋絞車(chē)主動(dòng)升沉補(bǔ)償控制的高精度同步控制目標(biāo)。

然而目前海洋絞車(chē)電傳動(dòng)系統(tǒng)的給定轉(zhuǎn)速是通過(guò)采集置于母船上加速度傳感器的輸出信號(hào)并進(jìn)行相關(guān)處理得到，由于存在信號(hào)采集誤差、數(shù)據(jù)處理延時(shí)及各種干擾的影響，上述所得給定轉(zhuǎn)速相對(duì)于母船升沉運(yùn)動(dòng)的實(shí)際轉(zhuǎn)速間總會(huì)存在一定的偏差；若海洋絞車(chē)主動(dòng)升沉補(bǔ)償控制只是針對(duì)該給定轉(zhuǎn)速實(shí)施調(diào)速控制，則無(wú)論采用何種控制方法都無(wú)法克服因給定轉(zhuǎn)速不準(zhǔn)而造成的補(bǔ)償偏差，而現(xiàn)有各種控制方法均未解決這個(gè)造成補(bǔ)償偏差的源頭問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種海洋絞車(chē)主動(dòng)升沉補(bǔ)償電傳動(dòng)系統(tǒng)給定轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)補(bǔ)償方法，可消除因信號(hào)采集誤差和數(shù)據(jù)處理延時(shí)而導(dǎo)致的補(bǔ)償偏差，達(dá)到海洋絞車(chē)主動(dòng)升沉補(bǔ)償控制的高精度同步控制目標(biāo)。

本發(fā)明提出的具體技術(shù)方案，包括以下步驟：

步驟S1)通過(guò)檢測(cè)的母船升沉運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)加速度，對(duì)所述瞬時(shí)加速度求積分得母船升沉運(yùn)動(dòng)的速度信號(hào)，通過(guò)所得速度信號(hào)求得母船升沉運(yùn)動(dòng)周期；

步驟S2)對(duì)步驟S1的速度信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理得到海洋絞車(chē)主動(dòng)升沉補(bǔ)償控制中對(duì)應(yīng)于其傳動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)，并將其作為傳動(dòng)電機(jī)的初始給定轉(zhuǎn)速，實(shí)時(shí)檢測(cè)傳動(dòng)電機(jī)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩，計(jì)算該傳動(dòng)電機(jī)在當(dāng)前升沉運(yùn)動(dòng)周期中的平均轉(zhuǎn)矩；

步驟S3)以步驟S2所得平均轉(zhuǎn)矩作為傳動(dòng)電機(jī)在下一個(gè)升沉運(yùn)動(dòng)周期中的參考轉(zhuǎn)矩，同時(shí)實(shí)時(shí)檢測(cè)傳動(dòng)電機(jī)在當(dāng)前采樣周期的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩，得傳動(dòng)電機(jī)在當(dāng)前采樣周期的轉(zhuǎn)矩偏差；

步驟S4)將步驟S3所得轉(zhuǎn)矩偏差經(jīng)基于重復(fù)控制的復(fù)合控制算法處理，得傳動(dòng)電機(jī)在當(dāng)前采樣周期的轉(zhuǎn)速補(bǔ)償值；

步驟S5)將步驟S4所得轉(zhuǎn)速補(bǔ)償值對(duì)傳動(dòng)電機(jī)當(dāng)前采樣周期的初始給定轉(zhuǎn)速進(jìn)行補(bǔ)償，得傳動(dòng)電機(jī)在當(dāng)前采樣周期補(bǔ)償后的給定轉(zhuǎn)速；

步驟S6)根據(jù)步驟S5所得補(bǔ)償后的給定轉(zhuǎn)速對(duì)傳動(dòng)電機(jī)實(shí)施高性能調(diào)速控制，使其實(shí)際轉(zhuǎn)速準(zhǔn)確跟蹤其給定轉(zhuǎn)速，即可實(shí)現(xiàn)海洋絞車(chē)主動(dòng)升沉補(bǔ)償控制的高精度同步控制目標(biāo)。

優(yōu)選地，步驟S1)中獲得母船升沉運(yùn)動(dòng)周期的具體步驟為：