一、海洋采矿装置升沉补偿系统模糊控制的探讨（论文文献综述）
范珂[1]（2020）在《海工装备升沉补偿系统建模分析与控制研究》文中研究表明海上环境严苛多变,在海上作业中必须保证作业的精度、安全性和效率。船舶等海上作业平台受不规则海浪激励而产生升沉运动,会对起重机等作业设备的结构强度和使用寿命以及负载的精确定位产生不良影响。升沉补偿系统可以使负载与船体升沉运动解耦,进而补偿负载的不规则升沉运动。升沉补偿系统常分为被动补偿系统、主动补偿系统和主被动复合补偿系统。被动型补偿系统是一种无源补偿器,起到低通滤波器的作用,在海工作业中得到广泛应用,但其补偿精度较低,滞后大;主动型补偿系统常由阀控或泵控电液伺服系统组成,补偿精度高但能耗大,不能满足大时长作业需求。因此,补偿精度高、高效节能的主被动复合升沉补偿系统的研究尤为重要。本文设计了一种补偿精度高、节能的主被动复合电液升沉补偿系统,具体研究内容如下:第1章,概述了电液升沉补偿系统的研究背景及国内外研究现状。详细说明了升沉补偿系统的发展历程和应用前景。分类介绍了各类升沉补偿系统的工作原理和优缺点。此外,针对升沉信号的测量和处理技术、参数辨识和干扰抑制技术、电液伺服系统的先进非线性控制技术进行了介绍。最后,综合升沉补偿系统研究的现状、意义和趋势,给出本文的主要研究内容。第2章,为了补偿传感器与执行器之间的时间滞后,同时消除传感器噪声,提出了一种新型基于自适应卡尔曼滤波器的升沉运动预测器。通过分析船体在不规则海浪激励下的升沉运动特性,利用非线性微分跟踪器和快速傅里叶变换算法,建立了参数化升沉运动预测模型。建立了一种基于强跟踪算法和变分贝叶斯法的自适应卡尔曼滤波器。强跟踪算法保证了卡尔曼滤波器的新息过程;变分贝叶斯法估计了卡尔曼滤波器的过程噪声协方差矩阵和测量噪声协方差矩阵,从而提高了卡尔曼滤波器在海上复杂应用条件下的参数估计精度。基于Matlab中船舶模拟工具箱模拟了船体在不同海况下的升沉运动。同时采用MRU运动测量单元在南海某海域采集了船体升沉运动信号。最后通过基于真实升沉运动数据的仿真,验证了升沉运动预测器的有效性。第3章,针对一个基于蓄能器的被动升沉补偿系统,阐述了被动补偿系统的工作原理,建立了被动补偿系统的动态模型,计算了系统的主要参数,对影响系统性能的参数在MATLAB和AMESim中进行了仿真分析,分析了被动补偿系统的不足,提出设计主动补偿系统的必要性。第4章,针对主被动复合型升沉补偿系统的电液伺服系统,建立了系统的数学模型,其中主动部分采用了阀泵复合控制的方式,使电液系统在保证阀控的高跟踪精度的同时,利用泵控系统节流损失小的特点,进一步提高了主动补偿部分的能量效率。根据泵阀复合液压系统的工作特点,针对阀控部分设计了自适应鲁棒位置控制器和自适应鲁棒压力控制器;泵控部分设计了前馈开环控制器。最后基于AMESim和Matlab/Simulink联合仿真平台,搭建了升沉补偿电液系统模型,并通过仿真验证了算法的控制精度,并结合升沉运动预测器,验证了预测控制策略用于升沉运动补偿系统的效果。第5章,对全文进行了总结,并为后续相关工作给出了建议。
楼梦瑶[2]（2020）在《基于运动预测的ROV主动升沉补偿控制系统研究》文中研究指明随着海洋资源探索进程日益加快,对水下机器人技术的需求也日渐增长,其中ROV被广泛应用于各种复杂的水下任务中。对于带有中继器作业模式的ROV在作业过程中,海上作业船舶受海浪的影响而产生升沉运动,将对ROV与中继器的对接环节产生影响。因此建立有效的ROV升沉补偿（绞车）系统能够大大提高ROV作业效率与安全性。本文根据ROV主动升沉补偿性能需求,通过理论分析和仿真计算对ROV主动式升沉补偿控制系统展开研究,设计一种基于预测原理的位移补偿控制算法,具体内容如下:首先,介绍了本文的研究背景与意义,对升沉补偿技术进行简要的叙述,综述了国内外升沉补偿技术研究成果,明确本文主要研究内容;其次,对船舶在波浪中的升沉运动响应展开研究,建立船舶升沉运动预测模型,获取各海况下母船升沉运动仿真序列;然后,分析ROV布放系统,确定ROV主动升沉补偿装置,推导升沉补偿系统的动力学方程,建立ROV主动升沉补偿系统仿真模型;最后,针对ROV主动升沉补偿系统负载特性和补偿性能需求,构建自抗扰位移补偿控制算法,并在此基础上融合母船升沉运动预测模型,提出一种适用于位移补偿系统的自抗扰预测控制算法（ADRPC）。仿真结果验证了ADRPC控制算法在不同海况下都具有良好的升沉补偿效果,满足ROV主动升沉补偿系统要求。
孙忠涛[3]（2019）在《海洋钻井补偿绞车的运动控制策略研究》文中研究说明浮式钻井平台进行作业时,会在海浪的影响下进行上下升沉运动,带动游车大钩上下运动,严重时甚至会使钻头脱离井底,影响钻井作业的顺利进行。因此,为了保证钻井作业的正常进行,必须使用升沉补偿装置。我国在这一方面的研究起步比国外的要晚很长时间,这就造成了我国现有的一些升沉补偿技术和设备等要落后于国外的发展很多,因此对于这方面的研究具有重要意义。目前,升沉补偿装置有多种类型,包括游车大钩升沉补偿装置、天车升沉补偿装置、绞车升沉补偿装置等。其中,绞车升沉补偿作为一项新技术,具有独特的性能优势,凭借其传动设备简单、设备重心低、系统结构紧凑、补偿行程不受限、应用领域广泛等得到较高的重视。结合对国内外资料的调研,本文以课题所涉及的海洋钻井平台为研究对象,针对绞车升沉补偿系统的控制策略进行了探索和设计。首先,为了进行控制策略相关的研究,本文结合海洋钻井平台的设备及参数,进行了绞车补偿系统理论模型的搭建。分析并提出了系统升沉补偿的位移闭环控制方案;同时,为解决系统在升沉补偿启动和停止时刻存在波动的问题,提出了软启动/停止的控制方案。然后,进行了升沉补偿运动控制方法的选择和改进。根据搭建的系统理论模型,建立了系统的传递函数,分别对PID控制、内模控制、Smith预估器等控制算法进行仿真研究,对比分析各方法的优劣,并初步选取了系统的控制方法。为进一步分析控制方法存在的问题,搭建系统整体Simulink模型,采用设计的系统控制方案进行仿真,分析控制效果。并根据发现的问题,对控制方法进行了适当的改进,主要包括系统的抗干扰能力和模型的匹配问题。对现有的升沉补偿试验台进行了改造,将控制策略编写为相应的控制程序,并利用试验台进行了控制方案的相关实验,包括软启动/停止实验、PID控制实验以及PID-Smith控制实验等,通过实验验证了补偿绞车运动控制策略的实际控制效果,为实际绞车升沉补偿系统控制方案的设计提供了理论基础。
黄金勇[4]（2019）在《船用起重机节能型绞车-缸升沉补偿系统研究》文中研究指明升沉补偿系统可以减少船体升沉运动对海洋作业的影响,近年来海洋工程领域蓬勃发展,升沉补偿系统的应用日趋广泛。按补偿装置分,分为绞车型升沉补偿系统和液压缸型升沉补偿系统。绞车型升沉补偿系统补偿范围广,但由于绞车惯性作用导致补偿精度不足;液压缸型升沉补偿系统控制精度高,但受液压缸行程的限制,导致补偿范围不足。为设计一种具有大行程、补偿精度高和节能的船用起重机升沉补偿系统,基于宏微复合控制理论,本文创新性的提出了一套绞车-缸联合升沉补偿的系统方案。其中绞车升沉补偿子系统用于大范围补偿,液压缸型升沉补偿子系统用于消除绞车补偿所带来的误差。绞车型升沉补偿子系统同时具备能量回收功能,用于回收负载的重力势能。（1）根据船用起重机升沉补偿系统的要求以及宏微复合控制理论,提出了一套绞车-缸升沉补偿系统的方案,确定了绞车型升沉补偿子系统和液压缸型升沉补偿子系统各元件参数并进行选型。（2）基于宏微复合控制的双反馈控制策略,确定了绞车-缸升沉补偿系统的总体控制框图。分别设计了绞车升沉补偿子系统和液压缸升沉补偿子系统的控制器。（3）搭建了绞车系统的仿真模型;利用HCD库搭建了负载敏感泵的仿真模型并仿真分析,通过与产品图对比,验证了负载敏感泵仿真模型的正确性;建立了采用负载敏感泵的阀控缸系统的仿真模型;利用Simulink搭建了PID与模糊PID控制算法的模型,与AMESim建立的阀控缸仿真模型进行联合仿真;搭建了整个绞车-缸升沉补偿系统仿真模型;搭建了带节流阀的绞车型半主动升沉补偿系统的仿真模型;搭建了采用定量泵供油的液压缸型升沉补偿系统的仿真模型。（4）利用搭建的绞车-缸升沉补偿系统的仿真模型对其进行仿真分析。分析了绞车单独补偿的控制效果,分析了不同绞车转动惯量对补偿精度的影响,分析了带节流阀的绞车型半主动升沉补偿系统仿真效果,对比了三种不同绞车升沉型补偿系统的能耗;分析了液压缸型升沉补偿子系统的控制效果,对比了采用负载变量泵和定量泵的两种液压缸型升沉补偿系统的能耗;分析了绞车-缸升沉补偿系统的控制效果,最终补偿精度为98.3%,能量回收效率为76%,均满足设计要求。
姜璐[5]（2018）在《天车型主被动联合式升沉补偿装置控制策略研究》文中研究表明本课题针对海上钻井作业过程中,存在系统结构复杂、大钩振动问题突出、系统控制存在滞后、影响系统作业精度因素多的特点而提出,对钻井作业系统进行升沉补偿控制策略研究以保证钻井作业可靠安全的运行。海洋勘探工程被世界各国大力进行开发与利用。海洋钻采设备,作为发展海洋油气工程的关键部件,其升沉补偿尤为重要。在海洋平台进行钻井作业时,风、浪、流等将会引起平台做升沉运动。其中,当平台的升沉运动超过一定范围时,由于作业平台的上下起伏,将会导致钻柱的振动,引起井底钻压的不稳定;当平台的升沉运动过大时,将会导致钻头脱离井底,导致钻井作业无法继续进行或者发生安全事故。因此,对作业平台升沉运动的补偿效果可以作为判断钻井升沉补偿系统控制效果好坏的标准。本文通过搭建的天车型钻井升沉补偿试验机,进行了模型工艺过程与工作原理的分析和研究。通过钻柱振动模型分析了复杂海况条件下,作业平台升沉运动对钻井作业中钻采过程的影响。利用控制系统采集作业平台升沉位移和补偿液压缸的位移,得到两者之间的偏差实现对天车位移实时控制。通过主被动式补偿缸调整天车的位移,实现对作业平台升沉运动的补偿作用。对整个升沉补偿系统进行调研,分别对升沉补偿系统进行了升沉补偿前作业平台升沉运动的预测和利用升沉补偿系统对作业平台升沉运动进行补偿。基于作业平台在海浪中的运动规律,呈现非线性且多变的特点,提出一种改进的支持向量机,利用人工免疫算法优化最小二乘支持向量机,实现对平台的升沉运动状态的预测,同时,根据历史波浪数据对作业平台的升沉运动进行预测。进行了仿真实验验证了该预测方法,为作业平台的升沉补偿运动的预测提供了新的思路。基于装置的工作原理的研究与分析,利用钻柱振动模型,通过理论研究突出补偿钻井平台升沉运动的必要性,建立天车型升沉补偿系统的电液控制系统数学模型。进行了PID、模糊PID和BP神经网络PID三种不同控制器的仿真实验,结合仿真实验结果进行装置实验,对比分析得出BP神经网络PID为该装置控制系统的最佳控制策略。基于天车型主被动联合式升沉补偿系统的模型进行实验研究,通过对不同海况下进行实验,验证了装置的补偿性能。本文对钻井作业平台升沉补偿系统控制策略进行研究,提高了系统的控制精度,当平台做不同波形、不同幅值及不同周期的三种波形运动时实现了的有效补偿,系统平均补偿率可高达95%以上。保障了钻井作业安全有序地进行。另外,本文提出的预测方法不需要考虑系统本身的参数,避免了繁琐的系统建模的过程。可以用来解决其他相似问题。
王康[6]（2018）在《天车升沉补偿实验系统开发及实验研究》文中研究指明浮式钻井装置受海浪影响产生升沉运动,带动钻柱运动,引起钻压变化、降低钻井效率、甚至引发钻井事故,需要安装升沉补偿装置进行钻柱运动补偿。进行天车升沉补偿实验装置开发研究,为设计制造工程样机提供技术支持。论文首先对天车升沉补偿实验装置进行介绍,利用相似理论确定了实验装置的设计参数,介绍了实验装置的机械结构、液压系统和工作原理。论文采用ADAMS建立系统的动力学仿真模型,采用AMESim软件建立系统的液压系统仿真模型,利用两个软件进行联合仿真分析,验证了实验装置的可行性;仿真结果表明,被动补偿率在57%左右,半主动补偿率为95%以上。系统参数特性仿真研究表明,以速度为控制信号时,系统补偿效果较好,系统能耗随着蓄能器体积的增大而减小,随着主动腔面积的减小而减小,当补偿效果一致时,补偿缸倾斜安装时,系统所需压力、流量和能耗均较小,但受力性能较差。论文进行了实验装置控制系统设计,控制系统以西门子PLC为下位机,上位机利用WinCC组态人机交互界面,PLC与WinCC之间、泵站PLC与阀台PLC之间均采用TCP/IP协议进行通信。完成控制系统硬件设计,进行了PLC的CPU、电源模块、输入输出模块等模块的选型,完成了软件系统设计,编写了泵站PLC和阀台PLC的控制程序并进行了仿真调试,组态了监控系统的控制界面、动态曲线界面、报警界面和登录界面等。完成了升沉运动模拟、负载模拟和升沉补偿运动调试,开展了半主动式升沉补偿实验研究,结果表明,系统补偿率在93%以上,大钩位移随着升沉位移的增大而增大。进行了PID控制方式研究,当采用P+PI控制时,大钩位移最小,系统补偿效果最好。研究了在不同工况下系统的补偿性能,结果表明系统补偿能力受升沉周期、比例阀死区的影响较大,且系统滞后时间越长系统补偿性能越差。
刘栩[7]（2018）在《海洋钻井平台绞车升沉补偿半实物仿真系统研究》文中研究表明海洋钻井平台受海风、海浪等因素会产生升沉运动,如不及时进行补偿,钻头钻压将会产生极大的波动,严重时将损坏钻井工具造成钻井事故。论文针对这一情况,利用半实物仿真技术,对海洋钻井平台绞车升沉补偿系统进行研究,已确保系统的安全性。通过调研钻井升沉补偿系统国内外研究现状,论文制定电驱动双绞车升沉补偿系统总体方案。针对典型海况下的海浪进行数值模拟,运用能量等分法对PM谱进行分析,得到随机海浪模拟图,进而得到海洋钻井平台的升沉位移,以计算绞车的调速范围和最小扭矩值。运用Matlab/Simulink建立绞车永磁同步电机经典PI矢量控制系统,进行转速调节器和交直轴电流调节器的PI整定工作后,进行转速突变、载荷突变、海浪模拟等情况的仿真分析。将二维模糊控制器引入转速环进行模糊控制,将模糊PI仿真结果与经典PI进行对比分析。针对电机参数不准确问题,采用Matlab/Simulink进行电机离线参数辨识及在线参数辨识工作,并建立无速度传感器仿真调速系统进行转速估计,分析其稳定性、快速性及稳态误差。最后,通过LINKS-RT半实物仿真平台对仿真算法进行验证,将实验结果与仿真数据进行对比,分析其中存在的偏差及原因。论文通过半实物仿真平台对海洋钻井平台升沉补偿系统进行研究,将对电驱动绞车补偿系统的完善和推进提供了理论基础。
黄鲁蒙[8]（2015）在《海洋钻井绞车升沉补偿系统设计及控制策略研究》文中研究说明升沉补偿装置是海洋浮式钻井系统中的重要设备,用来减轻平台升沉运动对钻井作业的不利影响。国外升沉补偿系统的研究起步早,一直垄断着这项技术,国内少数高校及科研院所尚处于理论研究、模拟仿真、原理样机研制及试验研究阶段。升沉补偿装置按照动力供应方式分为被动式、主动式和半主动式,按照安装位置与工作原理分为游车大钩间的升沉补偿装置、天车升沉补偿装置以及绞车升沉补偿装置。相对于其它升沉补偿方式,近年来国外开发的主动式绞车升沉补偿装置具有工作效率高、传动简单、结构紧凑、钻井设备重心低、平台载荷与占用空间少、补偿行程不受限制等优点,受到业内的高度重视,国内相关企业也已经开始着手进行绞车补偿技术的研究。在分析总结国外先进技术的基础上,论文提出一套新型半主动式绞车升沉补偿系统方案,并通过对比评价、理论分析、计算机仿真和试验研究等多种手段,对该方案进行深入研究,以达到简化海洋钻机结构、提高补偿性能、降低补偿能耗的目的,并提高系统对不同海况及工况的适应性,加速绞车升沉补偿装置的国产化进程。在所开发的海洋钻井半主动式绞车升沉补偿方案中,利用2K-H型差动行星轮系双动力输入、单输出的特点,分别控制外齿圈和太阳轮实现钻井过程中的升沉补偿运动与自动送钻运动,使行星架驱动绞车实现边补偿、边送钻的复合运动,从而实现了两种运动的硬件解耦控制;采用电液混合动力驱动,通过被动液压马达与液气蓄能装置平衡钻机静载荷,对负载重力势能进行周期性回收与释放,矢量变频电机克服补偿过程中的其余载荷,从而在保证补偿精度的前提下,实现了液压蓄能节能。半主动式绞车补偿系统需要满足升沉补偿、自动送钻和空钩作业等工况要求;此外还能对钻柱断脱、管线破裂、失电等突发事故进行安全响应。以井深10000 m、补偿负载350 t、平台升沉与补偿行程7.62 m、升沉周期12 s为设计参数及技术指标,分析了绞车升沉补偿能耗的变化规律及影响因素。综合考虑装机功率、系统能耗、结构强度及钢丝绳寿命等因素,并参考国外主动式补偿绞车产品技术参数,确定了半主动式补偿绞车的电液联合驱动方案及关键结构参数。新型半主动式绞车补偿方案相对于主动补偿方式的节能效果明显。设计了半主动式补偿绞车的关键结构,包括绞车、差动行星减速器及液压控制系统。主动补偿电机、被动补偿液压马达与布置在差动行星减速器外齿圈上的多个输入轴相连,完成升沉补偿及起下钻等功能;送钻电机通过大减速比双级摆线减速器与差动行星减速器太阳轮输入轴相连,完成自动送钻及应急起放井架、钻具等功能。绞车满足强度及刚度要求;差动行星减速器满足传动比、强度及安装要求;液压马达可以在升沉补偿、起下钻、自锁、浮动等工况之间自由切换。补偿绞车整体对称布置、结构紧凑、安全可靠性强,满足钻井工作要求。设计了半主动式补偿绞车的运动解耦控制策略,并进行了系统建模与仿真研究。升沉补偿采用外环大钩位移闭环与内环电机转速闭环的双层控制方案,自动送钻采用外环钻压闭环与内环电机转速闭环的双层控制方案。建立各环节的数学模型,搭建Simulink/AMESim联合仿真模型,进行了升沉补偿与自动送钻的运动仿真。研究结果表明:被动式补偿效果很差;主动及半主动式补偿效率均达到95%以上,随着钻井井深的增加,半主动式补偿相对于主动式节能22.1%-52.3%,井深越大,节能效果越好;自动送钻过程中井底钻压稳定,满足浮式钻井要求。开展了升沉补偿运动控制算法的研究。内模算法基于系统数学模型,只需调节滤波器时间常数就可以调整系统的动态性能与鲁棒性;当所建立模型与系统实际模型匹配时,内模算法对PID参数的整定方便、准确;模型不匹配时,固定的时间常数则会严重影响控制性能。模糊算法依赖工程经验,控制精度较低,但其鲁棒性及抗干扰能力较强。通过对多种控制算法进行对比,最终设计了模糊内模控制器:建立滤波器时间常数的模糊推理系统,实现在线整定,具有PID参数整定方便、鲁棒性和抗干扰能力强的优点。研制了一套1:5缩尺的补偿绞车原理样机,并搭建了原理样机的试验系统,基于此系统开展试验研究。试验结果表明:绞车升沉补偿与自动送钻的控制性能良好,半主动式补偿相对于主动式节能效果明显,验证了系统方案的可行性,为实际工程样机的研制奠定了基础。
戴欢[9]（2013）在《复合液压缸型升沉补偿方案设计与仿真研究》文中提出采矿船受浪涌的影响会产生六自由度运动,会严重影响采矿工作的安全,因此深海采矿系统必须采用升沉补偿装置来补偿船体的运动。本文对被动式、主动式和半主动式升沉补偿系统装置进行比较分析。利用AMESim仿真软件进行分析计算,主要从补偿效果和能耗方面对三种不同系统进行对比分析。结果显示半主动系统补偿效果接近主动补偿效果,能耗较低,是重型深海采矿工业未来补偿技术的主要研究方向。本文根据前文对5000m中国大洋多金属结核采矿系统的分析,提出了一种复合液压缸型的升沉补偿系统,并采用泵控加阀控的PID控制策略,以期获得较好的补偿效果和节能效果。综合利用数学建模及多领域联合仿真建模的研究方法,建立了系统单自由度AMESim仿真模型及三自由度ADAMS-AMESim联合仿真模型,分析了系统的控制效果,系统在随机波作用下的响应,蓄能器、管道及控制参数等多个因素对系统的影响。并将结果与现行的升沉补偿系统进行比较,确定了复合型升沉补偿系统方案的可行性,并对改进系统性能进行了探索性研究。论文最后开展了半主动式升沉补偿系统联合仿真试验验证。应用中南大学升沉补偿模拟试验台,对其试验平台进行了建模仿真。验证结果表明,仿真数据和试验数据基本相符,表明ADAMS-AMESim建模与仿真方法是正确的。文中图54幅,表11个,参考文献64篇。
姜浩[10]（2013）在《海洋浮式钻井平台钻柱升沉补偿系统研究》文中指出钻柱升沉补偿系统是海洋浮式钻井平台的重要组成部分，是保障正常钻井，并对海浪造成的升沉运动进行补偿的系统。深海钻井所采用的浮式钻井平台在波浪的作用下产生周期性的升沉运动，带动钻柱上下往复运动引起井底钻压变化，影响钻进效率，降低钻头和钻杆寿命，在恶劣天气下甚至导致无法钻进和被迫停工，造成巨大经济损失。通过分析研究目前使用的钻柱升沉补偿系统的结构、工作原理、补偿效果及能耗，设计了一种采用双缸倒置的游车与大钩间装设的半主动式钻柱升沉补偿系统。在此基础上，设计了基于变量泵、电液比例方向阀和气液蓄能器为主要部件，控制补偿缸活塞运动的液压升沉补偿系统详细方案，并进行了该系统的机械、液压和电控参数计算；设计了系统的机械结构，包括补偿缸、上框架、下框架，锁紧装置等；设计了系统的液压方案，可满足正常钻进和轻载时的补偿需要，并可实现钻压调节；设计了系统的电控方案，采用IPC为上位机，PLC为控制器的DCS系统，可实现升沉补偿系统的实时参数检测和自动控制。建立了被动式、主动式和半主动式升沉补偿系统的数学模型和仿真模型，并利用Simulink进行了仿真研究，结果表明：被动式升沉补偿系统具有一定的补偿效果，但补偿效果比较差，并且存在滞后现象；主动式补偿系统，补偿效果好，精度高，抗干扰能力强，但要求瞬时功率较大；半主动式补偿系统结合了被动式和主动式的优点，具有较好的补偿效果和较低的能耗。基于相似原理，设计了复合缸式钻柱升沉补偿试验台，可进行钻井平台升沉模拟、大钩负载模拟和钻柱补偿控制等相关实验；建立了以定量泵、电液比例方向阀和不对称液压缸为主要部件的升沉模拟系统，采用死区补偿和PID控制相结合的策略，较好地实现了升沉的模拟；采用液压缸、蓄能器和电磁阀为主要部件的负载模拟系统，可实现大钩静载和动载的模拟；采用变量泵、电液比例方向阀、补偿液压缸、蓄能器和电磁溢流卸荷阀为主要部件的补偿系统，可较好地实现升沉补偿的控制。基于升沉补偿系统模拟试验台，设计了被动补偿、主动阀控补偿、主动泵控加阀控补偿、半主动阀控补偿和半主动泵控加阀控补偿的控制方案并进行了实验研究，实验数据表明：主动补偿和半主动补偿方案补偿效果较好，是理想的控制方案。进行了不同补偿方式的能耗分析，并对其进行了比较。被动补偿不消耗能量；主动式阀控方式要求系统瞬态功率较大，能耗也是最大；主动泵控加阀控控制了驱动液压泵的流量，能耗少于阀控方式；半主动式阀控补偿方式由于补偿蓄能器储存能量用于补偿，其补偿能耗远远小于主动阀控补偿方式，比主动泵控加阀控方式亦小；半主动泵控加阀控控制策略要求较高，控制效果不如半主动阀控好，能耗相对略低。利用所建立的模拟试验台、设计的控制系统和开发的控制软件，对升沉补偿模拟系统进行了试验研究，并与仿真结果进行比较，表明：仿真模型和模拟试验结果与理论分析的结果基本一致，升沉补偿系统模型及其模拟试验系统都具有较好的补偿精度，证明了论文所设计的升沉补偿系统方案的正确性，设计的控制系统和选用的控制方法的有效性，开发的控制软件稳定可靠，系统可满足深海钻井升沉补偿要求。通过系统仿真和实验研究得知，半主动阀控升沉补偿系统具有较好补偿效果和较低的系统能耗，是一种较理想的方案。本课题完成了升沉补偿系统的方案设计、参数计算、建模仿真、实验分析、控制研究等内容，产生了一系列具有自主知识产权的研究成果，对提高我国海洋技术装备水平，加速我国海洋钻井技术的推广和应用具有重要意义。
二、海洋采矿装置升沉补偿系统模糊控制的探讨（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、海洋采矿装置升沉补偿系统模糊控制的探讨（论文提纲范文）
（1）海工装备升沉补偿系统建模分析与控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 升沉补偿系统研究背景及意义 |
| 1.2 升沉补偿技术分类 |
| 1.3 升沉补偿技术国内外研究现状 |
| 1.3.1 升沉补偿技术国外研究现状 |
| 1.3.2 升沉补偿技术国内研究现状 |
| 1.3.3 波浪同步与升沉运动预测技术 |
| 1.3.4 升沉补偿控制算法 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 基于自适应滤波器的升沉运动状态估计及预测 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 升沉运动特性分析 |
| 2.2.1 升沉运动信号采集 |
| 2.2.2 升沉运动动态建模 |
| 2.3 升沉运动预测算法 |
| 2.3.1 升沉运动预测模型 |
| 2.3.2 信号前处理—非线性微分跟踪器 |
| 2.3.3 卡尔曼增益自适应——强跟踪算法 |
| 2.3.4 噪声矩阵估计——变分贝叶斯法 |
| 2.3.5 升沉运动预测值求解 |
| 2.4 升沉运动预测仿真与实验分析 |
| 2.4.1 强跟踪变分贝叶斯算法仿真 |
| 2.4.2 升沉运动预测效果仿真 |
| 2.4.3 基于实测升沉运动信号仿真实验 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 被动补偿系统分析建模与仿真 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 被动升沉补偿系统数学建模 |
| 3.3 被动补偿器仿真 |
| 3.3.1 仿真模型搭建和参数设置 |
| 3.3.2 主要参数仿真分析 |
| 3.4 本章总结 |
| 第4章 主被动复合升沉补偿系统建模与仿真 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 主被动复合升沉补偿系统建模 |
| 4.3 阀泵复合控制系统 |
| 4.3.1 阀泵复合控制框架 |
| 4.3.2 阀泵复合液压系统数学建模 |
| 4.3.3 自适应鲁棒位置控制 |
| 4.3.4 柱塞缸压力规划 |
| 4.3.5 阀泵流量分流 |
| 4.4 主被动复合升沉补偿系统仿真 |
| 4.4.1 仿真模型搭建 |
| 4.4.2 位移跟踪性能仿真 |
| 4.4.3 存在时间滞后时的补偿性能仿真 |
| 4.5 本章总结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 研究总结 |
| 5.2 后期工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表录用的学术成果 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（2）基于运动预测的ROV主动升沉补偿控制系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 升沉补偿技术简述 |
| 1.3 升沉补偿技术国内外研究综述 |
| 1.3.1 国外研究发展现状 |
| 1.3.2 国内研究发展现状 |
| 1.4 论文的主要内容与章节安排 |
| 第二章 船舶升沉运动仿真与预测 |
| 2.1 船舶在波浪中的运动 |
| 2.2 升沉运动仿真 |
| 2.3 升沉运动预测研究 |
| 2.3.1 基于Kalman滤波的预测算法 |
| 2.3.2 Kalman预测模型仿真分析 |
| 2.3.3 基于NARX神经网络的预测算法 |
| 2.3.4 NARX预测模型仿真分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 ROV主动式升沉补偿系统研究 |
| 3.1 ROV升沉补偿系统方案 |
| 3.1.1 ROV布放方案 |
| 3.1.2 ROV升沉补偿装置 |
| 3.1.3 位移补偿原理及方案设计 |
| 3.2 升沉补偿系统动力学模型分析 |
| 3.2.1 负载缆绳系统动力学模型 |
| 3.2.2 电动绞车动力学模型 |
| 3.2.3 三相异步电动机变频调速数学模型 |
| 3.3 基于simulink的升沉补偿系统仿真模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 ROV主动升沉补偿控制方法研究 |
| 4.1 PID控制原理 |
| 4.2 自抗扰控制技术原理 |
| 4.3 ADRC位移补偿控制器设计与仿真 |
| 4.3.1 仿真模型与参数 |
| 4.3.2 不同作业深度下控制性能仿真与分析 |
| 4.4 ADRPC位移补偿控制器设计与仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
（3）海洋钻井补偿绞车的运动控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的提出及研究意义 |
| 1.2 升沉补偿系统的分类 |
| 1.2.1 按照安装位置分类 |
| 1.2.2 按照动力不同分类 |
| 1.3 升沉补偿技术的研究现状 |
| 1.3.1 国内研究现状 |
| 1.3.2 国外研究现状 |
| 1.4 升沉补偿技术的控制现状 |
| 1.5 课题研究的目标及内容 |
| 第二章 绞车补偿系统理论模型的建立 |
| 2.1 波浪模拟系统 |
| 2.2 电机驱动系统 |
| 2.3 绞车传动系统 |
| 2.4 钻机游动系统 |
| 2.5 钻具系统 |
| 2.6 系统传递函数的搭建 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 绞车升沉补偿控制策略研究 |
| 3.1 升沉补偿控制方案 |
| 3.1.1 运动闭环控制方案 |
| 3.1.2 软启动/停止方案 |
| 3.2 PID控制 |
| 3.2.1 PID控制模型的搭建 |
| 3.2.2 PID参数的整定 |
| 3.2.3 PID控制仿真 |
| 3.3 内模控制 |
| 3.3.1 内模控制器的原理 |
| 3.3.2 内模控制器的设计 |
| 3.3.3 内模控制模型的搭建及仿真 |
| 3.4 PID-Smith控制 |
| 3.4.1 Smith预估控制器的控制原理 |
| 3.4.2 PID-Smith控制模型的搭建 |
| 3.4.3 PID-Smith控制仿真 |
| 3.5 对比分析及控制方法选取 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 控制策略的仿真分析 |
| 4.1 搭建系统整体仿真模型 |
| 4.1.1 矢量变频驱动系统 |
| 4.1.2 绞车传动系统 |
| 4.1.3 钻机游动系统 |
| 4.1.4 钻具系统 |
| 4.1.5 随机波的搭建 |
| 4.1.6 系统整体计算模型 |
| 4.2 控制策略仿真研究 |
| 4.2.1 软启动/停止过程分析 |
| 4.2.2 PID控制效果 |
| 4.2.3 PID-Smith控制效果 |
| 4.3 控制方法的改进 |
| 4.3.1 抗干扰能力分析 |
| 4.3.2 模型匹配问题 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 升沉补偿实验分析 |
| 5.1 升沉补偿试验台 |
| 5.1.1 升沉补偿试验台介绍 |
| 5.1.2 试验台的控制系统 |
| 5.1.3 试验台的改进 |
| 5.2 软启动/停止实验 |
| 5.2.1 控制程序的编写 |
| 5.2.2 软启动/停止实验 |
| 5.3 PID控制试验 |
| 5.3.1 试验台PID参数的整定 |
| 5.3.2 PID控制程序的编写 |
| 5.3.3 PID控制实验 |
| 5.4 PID-Smith控制实验 |
| 5.4.1 实验方法选取 |
| 5.4.2 PID-Smith控制实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）船用起重机节能型绞车-缸升沉补偿系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 起重机升沉补偿系统的研究现状 |
| 1.2.1 升沉补偿系统分类 |
| 1.2.2 国外研究现状 |
| 1.2.3 国内研究现状 |
| 1.3 液压系统的节能研究现状 |
| 1.3.1 降低能量损失 |
| 1.3.2 能量回收再利用 |
| 1.4 宏微复合控制理论研究现状 |
| 1.5 课题研究意义及主要研究内容 |
| 1.5.1 课题研究意义 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 第二章 起重机绞车-缸升沉补偿系统的方案设计 |
| 2.1 升沉补偿系统参数确定及节能性分析 |
| 2.1.1 船体运动分析 |
| 2.1.2 补偿参数确定 |
| 2.1.3 升沉补偿系统可节能性分析 |
| 2.2 船用起重机升沉补偿方案的组成 |
| 2.2.1 绞车型升沉补偿子系统方案设计 |
| 2.2.2 液压缸型升沉补偿子系统方案设计 |
| 2.3 升沉补偿基本参数计算 |
| 2.3.1 绞车型升沉补偿子系统参数计算与选型 |
| 2.3.2 液压缸型升沉补偿子系统参数计算与选型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 升沉补偿系统的控制器设计 |
| 3.1 绞车-缸升沉补偿系统控制方案和结构 |
| 3.1.1 升沉补偿系统控制器的结构 |
| 3.1.2 前馈控制器 |
| 3.1.3 反馈控制器 |
| 3.2 绞车型升沉补偿子系统控制器设计 |
| 3.2.1 泵控马达控制器的设计 |
| 3.2.2 二次元件控制器的设计 |
| 3.3 液压缸型升沉补偿子系统控制器的设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 绞车-缸升沉补偿系统的建模 |
| 4.1 仿真软件环境介绍 |
| 4.1.1 AMESim仿真软件简介 |
| 4.1.2 升沉补偿系统仿真环境简化 |
| 4.2 基于AMESim绞车系统仿真模型 |
| 4.3 基于AMESim的阀控缸系统仿真模型 |
| 4.3.1 负载敏感泵原理 |
| 4.3.2 负载敏感系统的建模 |
| 4.3.3 负载敏感泵模型验证 |
| 4.3.4 负载敏感性阀控缸系统的完整模型 |
| 4.4 控制系统的建模 |
| 4.4.1 PID和模糊PID控制算法的建模与仿真对比 |
| 4.4.2 绞车-缸升沉补偿系统控制器建模 |
| 4.5 绞车-缸升沉补偿系统完整模型的搭建 |
| 4.6 带节流阀的绞车型半主动升沉补偿系统建模 |
| 4.7 采用定量泵供能的液压缸型升沉补偿系统建模 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 绞车-液压缸升沉补偿系统的仿真分析 |
| 5.1 绞车单独补偿子系统仿真分析 |
| 5.1.1 控制效果分析 |
| 5.1.2 绞车转动惯量对补偿精度的影响 |
| 5.1.3 绞车补偿的节能性分析 |
| 5.2 液压缸单独补偿子系统仿真分析 |
| 5.2.1 控制效果分析 |
| 5.2.2 负载敏感泵的节能性分析 |
| 5.3 绞车-缸补偿系统仿真分析 |
| 5.3.1 控制效果分析 |
| 5.3.2 能量回收效率分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间学术成果情况 |
| 致谢 |
（5）天车型主被动联合式升沉补偿装置控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 选题目的及意义 |
| 1.3 国内外研究动态 |
| 1.3.1 升沉补偿技术概述 |
| 1.3.2 平台运动状态预测 |
| 1.3.3 升沉补偿控制方法 |
| 1.4 论文研究目标及研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 天车型升沉补偿装置的研究与分析 |
| 2.1 天车型升沉补偿试验机的工作原理 |
| 2.2 天车型升沉补偿系统模型的控制过程 |
| 2.3 装置升沉补偿标准 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 升沉补偿装置系统建模 |
| 3.1 天车型升沉补偿的钻柱振动模型 |
| 3.2 电液控制系统模型 |
| 3.2.1 液压缸建模 |
| 3.2.2 比例换向阀数学模型 |
| 3.3 电液控制系统传递函数 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 钻井作业平台升沉状态的预测 |
| 4.1 海况分析 |
| 4.2 最小二乘支持向量机 |
| 4.3 人工免疫 |
| 4.4 预测方法仿真 |
| 4.4.1 最小二乘支持向量机仿真 |
| 4.4.2 改进最小二乘支持向量机仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 主被动联合天车升沉补偿装置控制方法研究 |
| 5.1 PID控制器 |
| 5.2 模糊PID控制器 |
| 5.3 BP神经网络PID控制器 |
| 5.4 控制器仿真分析 |
| 5.4.1 输入阶跃信号 |
| 5.4.2 输入正弦信号 |
| 5.4.3 输入干扰正弦信号 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 天车型主被动联合式升沉补偿装置实验研究 |
| 6.1 实验装置 |
| 6.2 实验过程 |
| 6.2.1 系统液压控制过程 |
| 6.2.2 PID控制器 |
| 6.2.3 BP神经网络PID控制器 |
| 6.3 实验与结果分析 |
| 6.3.1 验证系统补偿功能的实验 |
| 6.3.2 平台运动模拟不同海况的实验 |
| 6.3.3 实验结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
（6）天车升沉补偿实验系统开发及实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外技术发展现状 |
| 1.2.2 国内技术发展现状 |
| 1.3 实验系统发展现状 |
| 1.3.1 主动升沉补偿实验系统 |
| 1.3.2 游车大钩升沉补偿实验系统 |
| 1.3.3 补偿绞车实验系统 |
| 1.4 课题的研究内容 |
| 第二章 天车升沉补偿实验系统关键参数研究 |
| 2.1 天车升沉补偿实验系统简介 |
| 2.1.1 升沉运动参数分析计算 |
| 2.1.2 天车升沉补偿实验系统工作原理 |
| 2.2 天车升沉补偿实验系统仿真建模 |
| 2.2.1 实验系统机械系统建模 |
| 2.2.2 实验系统液压系统建模 |
| 2.2.3 联合仿真模型的建立 |
| 2.3 被动式升沉补偿关键参数研究 |
| 2.3.1 蓄能器对补偿效果影响 |
| 2.3.2 补偿缸安装形式对补偿效果影响 |
| 2.3.3 不同工况对补偿效果影响 |
| 2.4 半主动升沉补偿关键参数研究 |
| 2.4.1 控制信号对补偿效果影响 |
| 2.4.2 蓄能器对补偿效果影响 |
| 2.4.3 补偿缸对补偿效果影响 |
| 第三章 天车升沉补偿实验控制系统设计 |
| 3.1 控制系统总体方案设计 |
| 3.1.1 功能要求及技术指标 |
| 3.1.2 系统总体方案设计 |
| 3.1.3 系统开发设计过程 |
| 3.2 控制系统硬件设计 |
| 3.2.1 PLC控制理论基础 |
| 3.2.2 PLC硬件选型 |
| 3.3 控制系统软件程序设计 |
| 3.3.1 程序设计流程 |
| 3.3.2 泵站PLC程序设计 |
| 3.3.3 阀台PLC程序设计 |
| 3.4 监控系统组态设计 |
| 3.4.1 WinCC简介 |
| 3.4.2 功能要求与界面设计 |
| 3.4.3 监控系统组态设计 |
| 第四章 天车升沉补偿系统实验研究 |
| 4.1 升沉补偿模拟运动控制 |
| 4.1.1 升沉模拟系统 |
| 4.1.2 负载模拟系统 |
| 4.1.3 补偿模拟系统 |
| 4.2 升沉补偿实验研究分析 |
| 4.2.1 半主动式升沉补偿实验研究 |
| 4.2.2 PID控制方式研究 |
| 4.2.3 不同工况对补偿性能的影响 |
| 4.2.4 控制系统滞后对补偿性能的影响 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录:实验系统部分实物照片 |
（7）海洋钻井平台绞车升沉补偿半实物仿真系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 海洋钻井平台升沉补偿系统 |
| 1.2.1 海洋钻井平台升沉补偿系统简介 |
| 1.2.2 国内外研究现状 |
| 1.3 半实物仿真 |
| 1.3.1 半实物仿真技术基本概念 |
| 1.3.2 半实物仿真技术的开发流程及分类 |
| 1.3.3 国内外研究现状 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 钻杆升沉补偿系统运动分析 |
| 2.1 海洋环境 |
| 2.2 海浪数值模拟及船体升沉运动 |
| 2.3 升沉补偿实验台总体方案设计 |
| 2.4 绞车电机速度及扭矩计算 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 升沉补偿控制系统仿真研究 |
| 3.1 永磁同步电机调速系统 |
| 3.1.1 矢量控制原理 |
| 3.1.2 永磁同步电机数学模型 |
| 3.1.3 直接矢量控制系统 |
| 3.2 调节器设计 |
| 3.2.1 d轴电流调节器设计 |
| 3.2.2 q轴电流调节器设计 |
| 3.2.3 转速调节器的设计 |
| 3.2.4 小结 |
| 3.3 经典PID矢量控制系统仿真 |
| 3.3.1 Matlab/Simulink整体模型搭建 |
| 3.3.2 SVPWM模型搭建 |
| 3.3.3 仿真结果分析 |
| 3.4 模糊PID矢量控制系统仿真 |
| 3.4.1 模糊控制概念 |
| 3.4.2 模糊控制基本步骤 |
| 3.4.3 Simulink仿真结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 绞车永磁同步电机参数辨识与转速估计 |
| 4.1 永磁同步电机离线参数辨识 |
| 4.1.1 定子电阻及交直轴电感辨识 |
| 4.1.2 相反电动势系数辨识 |
| 4.1.3 转动惯量辨识 |
| 4.1.4 Simulink仿真结果分析 |
| 4.2 永磁同步电机在线参数辨识 |
| 4.2.1 基于MRAS的电气参数辨识 |
| 4.2.2 基于最小二乘法的转动惯量辨识 |
| 4.2.3 Simulink仿真结果分析 |
| 4.3 基于MRAS永磁同步电机转速估计 |
| 4.3.1 永磁同步电机转速估计的模型设计 |
| 4.3.2 Simulink仿真结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 绞车升沉补偿系统实验研究 |
| 5.1 LINKS-RT半实物仿真系统 |
| 5.1.1 LINKS-RT半实物仿真系统概述 |
| 5.1.2 半实物仿真系统接口模块设计 |
| 5.2 电机调速系统实验 |
| 5.2.1 电机对拖系统 |
| 5.2.2 参数辨识实验 |
| 5.2.3 电机调速实验 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论及展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）海洋钻井绞车升沉补偿系统设计及控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 海洋钻井升沉补偿系统研究现状 |
| 1.2.2 海洋补偿绞车研究现状 |
| 1.2.3 升沉补偿控制算法研究现状 |
| 1.2.4 海洋钻井升沉补偿技术发展趋势 |
| 1.3 绞车升沉补偿系统拟解决的关键问题 |
| 1.3.1 大功率复杂系统能量的回收与利用 |
| 1.3.2 升沉补偿与自动送钻运动的解耦控制 |
| 1.3.3 驱动方案与结构参数的设计 |
| 1.3.4 大惯性回转系统伺服控制方法的研究 |
| 1.4 研究目标及研究内容 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第2章 半主动式绞车升沉补偿系统方案设计 |
| 2.1 国外钻柱升沉补偿产品对比分析 |
| 2.1.1 Aker MH天车升沉补偿装置 |
| 2.1.2 Shaffer游车大钩间升沉补偿装置 |
| 2.1.3 NOV主动式绞车升沉补偿装置 |
| 2.2 半主动式绞车补偿系统方案原理 |
| 2.3 半主动式绞车补偿系统设计参数 |
| 2.4 半主动式绞车补偿系统驱动方案设计 |
| 2.4.1 主动式绞车补偿的电机功率与能耗计算 |
| 2.4.2 半主动式绞车补偿的液压马达功率计算 |
| 2.4.3 半主动式绞车补偿的电机功率与能耗计算 |
| 2.4.4 半主动式绞车补偿系统在起下钻过程中的节能效果 |
| 2.4.5 半主动式绞车补偿系统的电液联合驱动方案 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 半主动式绞车升沉补偿系统关键结构设计研究 |
| 3.1 补偿绞车总体结构 |
| 3.2 补偿绞车主要参数 |
| 3.2.1 快绳拉力 |
| 3.2.2 滚筒尺寸与转速 |
| 3.2.3 滚筒缠绳层数与容绳量 |
| 3.2.4 滚筒轴扭矩 |
| 3.2.5 钢丝绳选型 |
| 3.3 差动行星减速器参数设计 |
| 3.3.1 传动比与转矩关系 |
| 3.3.2 设计参数 |
| 3.3.3 配齿计算 |
| 3.3.4 齿轮参数 |
| 3.4 补偿绞车液压系统设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 绞车升沉补偿系统建模与仿真研究 |
| 4.1 控制系统方案 |
| 4.2 绞车升沉补偿系统建模 |
| 4.2.1 矢量变频电机 |
| 4.2.2 液压马达与液气蓄能装置 |
| 4.2.3 差动行星减速器 |
| 4.2.4 钻机起升系统 |
| 4.2.5 Simulink/AMESim仿真模型 |
| 4.3 绞车升沉补偿系统特性仿真研究 |
| 4.3.1 被动式绞车补偿 |
| 4.3.2 主动式绞车补偿 |
| 4.3.3 半主动式绞车补偿 |
| 4.4 升沉补偿与自动送钻运动联合仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 绞车升沉补偿控制算法研究 |
| 5.1 数字PID控制 |
| 5.2 模糊控制 |
| 5.2.1 模糊控制原理 |
| 5.2.2 模糊控制器设计 |
| 5.3 内模鲁棒控制 |
| 5.3.1 内模控制原理 |
| 5.3.2 内模控制器设计 |
| 5.3.3 内模PID控制器设计 |
| 5.3.4 模糊内模控制器设计 |
| 5.4 基于BP人工神经网络的平台运动预报 |
| 5.4.1 BP人工神经网络预报原理 |
| 5.4.2 改进型BP网络预报器设计 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 绞车升沉补偿试验系统开发及试验研究 |
| 6.1 补偿绞车模拟试验系统设计 |
| 6.1.1 试验系统原理与技术指标 |
| 6.1.2 升沉模拟液压系统设计 |
| 6.1.3 负载模拟液压系统设计 |
| 6.1.4 补偿绞车原理样机设计 |
| 6.2 试验系统仿真 |
| 6.3 电控系统设计 |
| 6.3.1 强电控制系统设计 |
| 6.3.2 弱电控制系统设计 |
| 6.3.3 控制软件设计 |
| 6.4 试验研究 |
| 6.4.1 升沉模拟运动控制 |
| 6.4.2 升沉补偿运动控制 |
| 6.4.3 自动送钻运动控制 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论及展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录1:试验系统总装配图 |
| 附录2:试验系统部分实物照片 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）复合液压缸型升沉补偿方案设计与仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及选题依据 |
| 1.1.1 课题研究背景 |
| 1.1.2 深海采矿升沉补偿的重要性 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外升沉补偿系统研究现状 |
| 1.2.2 国内升沉补偿系统研究现状 |
| 1.3 研究方法 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 升沉补偿系统工作条件分析 |
| 2.1. 我国深海矿区工作环境 |
| 2.2 海浪的参数化模拟 |
| 2.3 采矿船的运动响应分析 |
| 2.3.1 采矿船的升沉运动 |
| 2.3.2 采矿船的纵摇运动 |
| 2.3.3 采矿船的横摇运动 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 升沉补偿系统方案对比 |
| 3.1 仿真环境简介 |
| 3.1.1 仿真条件假设 |
| 3.1.2 升沉补偿系统的补偿率定义 |
| 3.2 被动、主动、半主动系统建模及仿真分析 |
| 3.2.1 被动升沉补偿系统建模及仿真分析 |
| 3.2.2 主动升沉补偿系统建模及仿真分析 |
| 3.2.3 半主动升沉补偿系统建模及仿真分析 |
| 3.3 三种补偿系统的对比 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 复合液压缸型升沉补偿系统方案设计 |
| 4.1 复合型升沉补偿系统工作原理 |
| 4.1.1 复合型升沉补偿系统总体结构 |
| 4.1.2 升沉补偿控制系统 |
| 4.2 系统参数设计 |
| 4.2.1 液压缸参数 |
| 4.2.2 蓄能器参数 |
| 4.2.3 液压控制回路参数 |
| 4.2.4 万向架参数设计 |
| 4.3 数学模型 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 复合液压缸型升沉补偿系统仿真研究 |
| 5.1 单自由度仿真 |
| 5.1.1 复合液压缸型升沉补偿系统模型 |
| 5.1.2 单自由度仿真效果 |
| 5.2 系统三自由度联合仿真 |
| 5.2.1 联合仿真建模 |
| 5.2.2 系统联合仿真模型 |
| 5.2.3 联合仿真结果分析 |
| 5.3 结论 |
| 6 ADAMS-AMESim联合仿真验证 |
| 6.1 实验目的 |
| 6.2 对比试验 |
| 6.2.1 试验设备 |
| 6.2.2 试验条件 |
| 6.3 升沉补偿模拟试验系统的虚拟样机建模与仿真 |
| 6.3.1 仿真目的 |
| 6.3.2 仿真建模 |
| 6.4 结果分析 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间主要研究成果 |
| 致谢 |
（10）海洋浮式钻井平台钻柱升沉补偿系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 论文创新点摘要 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 钻柱升沉补偿系统分类 |
| 1.2.1 按照安装位置分类 |
| 1.2.2 按照能量供给分类 |
| 1.2.3 按控制策略分类 |
| 1.3 升沉补偿系统研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 研究目标及主要研究内容 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 第2章 浮式钻井平台钻柱升沉补偿系统研究 |
| 2.1 钻柱升沉补偿系统工作原理 |
| 2.1.1 系统组成 |
| 2.1.2 原理分析 |
| 2.1.3 动力学分析 |
| 2.1.4 气液理论分析 |
| 2.2 钻柱设计 |
| 2.2.1 钻柱设计 |
| 2.2.2 钻柱变形及当量刚度计算 |
| 2.3 钻柱位移响应与钻压响应分析 |
| 2.3.1 动力学模型 |
| 2.3.2 级数法求解振动微分方程 |
| 2.3.3 钻压变化量与大钩位移的关系 |
| 2.4 钻柱升沉补偿系统参数设计 |
| 2.4.1 钻井平台的升沉运动 |
| 2.4.2 升沉补偿系统的负载 |
| 2.4.3 其它设计参数 |
| 2.5 钻柱升沉补偿系统方案设计 |
| 2.5.1 液压系统设计 |
| 2.5.2 电控系统设计 |
| 2.5.3 系统参数计算 |
| 2.6 特殊工艺控制流程 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 浮式钻井平台钻柱升沉补偿系统仿真 |
| 3.1 钻柱升沉补偿系统仿真 |
| 3.1.1 钻井平台升沉模拟系统仿真 |
| 3.1.2 被动式钻柱升沉补偿系统仿真 |
| 3.1.3 主动式钻柱升沉补偿系统仿真 |
| 3.1.4 半主动式钻柱升沉补偿系统仿真 |
| 3.1.5 复合缸半主动式升沉补偿系统仿真 |
| 3.2 升沉补偿系统控制策略研究 |
| 3.2.1 升沉补偿控制方案 |
| 3.2.2 控制策略 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 浮式钻井平台钻柱升沉补偿模拟实验台设计 |
| 4.1 升沉补偿模拟实验台结构设计 |
| 4.1.1 试验台结构设计 |
| 4.1.2 试验台关键部件选型 |
| 4.2 试验台升沉补偿机械及液压系统设计 |
| 4.2.1 升沉补偿机械系统设计 |
| 4.2.2 升沉补偿液压系统设计 |
| 4.3 试验台升沉补偿电控系统设计 |
| 4.3.1 电控系统总体设计 |
| 4.3.2 测控系统设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 浮式钻井平台钻柱升沉补偿实验研究 |
| 5.1 浮式钻井平台升沉补偿模拟系统研究 |
| 5.1.1 升沉模拟系统 |
| 5.1.2 负载模拟系统 |
| 5.1.3 补偿模拟系统 |
| 5.2 浮式钻井平台升沉补偿实验研究 |
| 5.2.1 被动式升沉补偿模拟实验研究 |
| 5.2.2 主动式升沉补偿模拟实验研究 |
| 5.2.3 半主动式升沉补偿模拟实验研究 |
| 5.3 补偿效果及能耗分析 |
| 5.3.1 补偿效果分析 |
| 5.3.2 补偿能耗分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论及展望 |
| 6.1 全文结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 参与和主持的科研项目 |
| 发表的论文 |
| 申请的专利 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、海洋采矿装置升沉补偿系统模糊控制的探讨（论文参考文献）
- [1]海工装备升沉补偿系统建模分析与控制研究[D]. 范珂. 山东大学, 2020
- [2]基于运动预测的ROV主动升沉补偿控制系统研究[D]. 楼梦瑶. 上海交通大学, 2020(01)
- [3]海洋钻井补偿绞车的运动控制策略研究[D]. 孙忠涛. 中国石油大学(华东), 2019(09)
- [4]船用起重机节能型绞车-缸升沉补偿系统研究[D]. 黄金勇. 广东工业大学, 2019(02)
- [5]天车型主被动联合式升沉补偿装置控制策略研究[D]. 姜璐. 西南石油大学, 2018(07)
- [6]天车升沉补偿实验系统开发及实验研究[D]. 王康. 中国石油大学(华东), 2018(07)
- [7]海洋钻井平台绞车升沉补偿半实物仿真系统研究[D]. 刘栩. 中国石油大学(北京), 2018(01)
- [8]海洋钻井绞车升沉补偿系统设计及控制策略研究[D]. 黄鲁蒙. 中国石油大学(华东), 2015(01)
- [9]复合液压缸型升沉补偿方案设计与仿真研究[D]. 戴欢. 中南大学, 2013(06)
- [10]海洋浮式钻井平台钻柱升沉补偿系统研究[D]. 姜浩. 中国石油大学（华东）, 2013(06)