浅海移动式平台自动调平系统的研究

论文摘要

海上移动式平台是海洋施工中的一种大型、高端装备,可以对海洋自然资源进行有效的勘探与开采。随着浅海海域基础工程建设越来越多,比如人工岛和码头的基础工程建设,而传统的海上移动式平台靠拖船进行托运转场,其移动性受浅海海域水深等环境因素的影响,且造价高昂,所以急需开发一种新型浅海移动式平台去解决浅海海域施工困难的问题。首先,通过对浅海海域环境进行具体的分析,研究可能影响新型浅海移动式平台作业的环境因素。对新型浅海移动式平台机械结构及液压系统进行设计,运用四点支承自动调平的方法,使设计的浅海移动式平台满足在静止及行走的过程中工作平台始终保持水平及与海平面始终保持一定安全距离的作业要求,其中自动调平系统成为新型浅海移动式平台的关键技术。其次,对设计的四点支承调平系统,采用模糊PID控制方法,对调平策略进行仿真分析,结合实际工况,研究与对比位置误差调平方案和角度误差调平方案的性能,综合设计新型浅海移动式平台的调平策略。最后,进行浅海移动式平台的自动调平实验,实验结果表明:采用自动调平系统的浅海移动式平台在静止及行走过程中自动调平系统的调平性能符合设计要求,验证了所开发的浅海移动式平台在浅海海域作业的安全性与可靠性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 引言
•   1.2 国内外自动调平控制的研究现状
•     1.2.1 国外自动调平控制研究现状
•     1.2.2 国内自动调平控制研究现状
•   1.3 课题来源及研究意义
•   1.4 本文的主要研究内容及技术路线
•     1.4.1 研究目标
•     1.4.2 研究内容
•     1.4.3 技术路线
•   1.5 本章小结
• 第2章 浅海移动式平台机械结构及液压系统设计
•   2.1 设计依据
•   2.2 基本要求
•   2.3 浅海移动式平台机械结构与工作原理
•     2.3.1 机械结构及特点
•     2.3.2 工作原理
•   2.4 关键零部件的强度计算及分析
•     2.4.1 外筒
•     2.4.2 内筒
•     2.4.3 上铰接接头
•   2.5 浅海移动式平台液压系统设计
•     2.5.1 行走机构液压系统的设计
•     2.5.2 自动调平液压系统的设计
•   2.6 本章小结
• 第3章 自动调平控制系统及调平控制策略分析
•   3.1 自动调平控制系统简介
•   3.2 常见调平控制策略的对比与选择
•     3.2.1 浅海移动式平台自动调平的运动学分析
•     3.2.2 位置误差调平法
•     3.2.3 角度误差调平法
•   3.3 基于“设定点”的位置误差调平控制策略
•     3.3.1 与“设定点”不动调平法的区别
•     3.3.2 “恒距设定点”不动调平控制策略
•     3.3.3 “虚腿”问题
•   3.4 调平流程及调平的动态特性
•   3.5 本章小结
• 第4章 自动调平控制系统建模与仿真
•   4.1 自动调平的关键性能要求
•     4.1.1 阀控非对称液压缸系统建模
•     4.1.2 传递函数
•   4.2 单支腿模糊PID控制系统研究
•     4.2.1 传统PID控制
•     4.2.2 模糊PID控制
•     4.2.3 单支腿控制系统仿真及结果分析
•   4.3 自动调平控制系统整体联合仿真
•     4.3.1 整体联合仿真液压系统AMESim模型
•     4.3.2 整体联合仿真MATLAB模型
•     4.3.3 整体仿真结果与分析
•   4.4 本章小结
• 第5章 浅海移动式平台自动调平系统实验研究
•   5.1 实验目的和实验内容
•   5.2 实验数据的采集
•     5.2.1 控制程序软件简介
•     5.2.2 数据采集软件简介
•   5.3 实验工况与结果分析
•     5.3.1 不同直径障碍物工况
•     5.3.2 不同行驶速度工况
•   5.4 影响因素分析
•   5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要研究成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 常飞翔

导师: 高英杰

关键词: 新型浅海移动式平台,四点调平,调平策略,模糊

来源: 燕山大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 海洋学

单位: 燕山大学

分类号: P75

DOI: 10.27440/d.cnki.gysdu.2019.001191

总页数: 84

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