1.一种船用收放系统主动波浪补偿性能的陆上试验方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、构建收放系统主动波浪补偿横摇、纵摇陆上试验系统
包括待测试的收放系统(1),所述收放系统(1)的头部机构(101)上设有波浪补偿执行机构,包括:主绞车(1011)、与主绞车架连接的左右摆油缸(1012)、与主绞车架连接的回转油缸(1013);所述收放系统(1)连接三自由度海浪模拟摇摆台系统(2)、摇摆台系统姿态测量单元(201)及用于测量头部机构横、纵摇姿态的头部机构姿态测量传感器(1014)、主绞车测量编码器(1015);
S2、进行收放系统主动波浪补偿横摇、纵摇陆上试验
通过控制三自由度海浪模拟摇摆台系统(2)工作,用收放系统(1)的控制器读取摇摆台系统姿态测量单元(201)测得的横纵摇信息;
控制器对横纵摇信息进行处理,作为对应输入值,求得横、纵摇补偿算法解算结果,控制左右摆油缸(1012)和回转油缸(1013)的电液比例伺服阀,使其工作,以头部机构姿态测量传感器(1014)的横、纵摇角度值为反馈,形成控制闭环;
通过上位机显示摇摆台系统姿态测量单元(201)测量的横纵摇角度值和收放系统头部机构实际的横纵摇角度值的曲线以及角度值差值曲线验证左右摆油缸(1012)和回转油缸(1013)的主动波浪补偿精度和补偿反应时间;
S3、构建收放系统升沉方向主动波浪补偿陆上试验系统
在S1基础下设置升沉海浪模拟台架系统(3),所述主绞车(1011)的卷筒上缠绕绳索,连接收放目标(102),通过主绞车带动收放目标(102)提升下放和执行升沉补偿;所述升沉海浪模拟台架系统(3)包括台架主体(301)、台架绞车(302)、定滑轮(303)、台架绞车测量编码器(304)、台架液压系统、台架绞车手动操作装置,所述台架主体(301)设于水平位置,台架绞车(302)由绞车支架(3021)、台架绞车卷筒(3022)和绞车液压马达(3023)组成,所述定滑轮(303)设于台架主体(301)顶部,上面架设钢丝绳,钢丝绳两端分别连接台架绞车(302)和砝码(305);台架液压系统在台架手动操作装置的控制下能够驱动台架绞车卷筒(3022)正转或反转,进而控制砝码(305)的上升或下降运动,通过调节系统压力和对手动操作装置的推拉程度可以实现绞车速度调节,进而控制悬挂砝码的升沉速度;
S4、进行收放系统升沉方向主动波浪补偿陆上试验
操纵台架绞车(302)牵引钢丝绳带动砝码(305)做升沉往复变速运动;
台架绞车测量编码器(304)随台架绞车卷筒(3022)转动而不断产生脉冲数值信号,周期性采集记录并发送给收放系统控制器,将采集的脉冲数值经过处理得速度值,并作为目标值,向电液比例伺服阀传输控制信号驱动主绞车(1011),带动收放目标(102)做升沉运动,以主绞车测量编码器(1015)用同样的数据处理方法计算得的数据信息作为反馈,形成控制闭环;
通过上位机显示收放目标(102)的升沉速度、升沉加速度和砝码(305)的升沉速度曲线,通过对所采集的数据曲线采样和对比处理,测得砝码(305)可达到的最大升沉速度,重复试验验证收放系统(1)升沉方向主动波浪补偿的最大补偿速度、最大补偿加速度、补偿反应时间和补偿效果。
2.根据权利要求1所述的船用收放系统主动波浪补偿性能的陆上试验方法,其特征在于:
所述主绞车(1011)包括主绞车液压马达、主绞车架及主绞车卷筒,通过控制器向电液比例伺服阀施加信号驱动液压马达得以控制;
所述左右摆油缸(1012)通过控制器向电液比例伺服阀施加电流信号得以控制,用来实现调整收放系统头部机构姿态和收放系统横摇补偿的功能;
所述回转油缸(1013)通过控制器向电液比例伺服阀施加电流信号得以控制,用来实现调整收放系统头部机构姿态和收放系统纵摇补偿的功能。
3.根据权利要求1所述的船用收放系统主动波浪补偿性能的陆上试验方法,其特征在于:所述三自由度海浪模拟摇摆台系统(2)包括摇摆台底座(202)、摇摆台上平台(203)、位于摇摆台底座(202)和摇摆台上平台(203)之间呈三角设置的三个摇摆台油缸(204)以及其液压系统和控制系统;所述收放系统(1)底部设于摇摆台上平台(203)上,所述摇摆台系统姿态测量单元(201)位于摇摆台上平台(203)上几何中心处,测量得到的横摇角度值和纵摇角度值传送给控制器,分别作为左右摆油缸(1012)和回转油缸(1013)运动姿态的目标值。
4.根据权利要求1所述的船用收放系统主动波浪补偿性能的陆上试验方法,其特征在于:所述主绞车(1011)的主绞车架下方通过左右摆油缸(1012)连接吊接头(1016),所述主绞车(1011)的主绞车架上方通过回转油缸(1013)连接收放系统门架主体,所述头部机构姿态测量传感器(1014)为双轴倾角传感器,安装在吊接头(1016)的上平面。
5.根据权利要求1所述的船用收放系统主动波浪补偿性能的陆上试验方法,其特征在于:所述主绞车测量编码器(1015)和台架绞车测量编码器(304)为绝对值增量型编码器,分别与主绞车卷筒及台架绞车卷筒(3022)同轴,用于测量转动速度和转动加速度,通过单位换算即得收放目标(102)的升沉速度和升沉加速度。
6.根据权利要求1所述的船用收放系统主动波浪补偿性能的陆上试验方法,其特征在于:所述收放目标(102)和砝码(305)为质量区间在0.5~5T的多个砝码,通过更换不同质量的收放目标和砝码,更改升沉海浪模拟台架系统的系统压力重复试验,验证收放系统(1)对质量区间在0.5~5T收放目标在最大6级海况下的升沉方向主动波浪补偿的最大补偿速度、最大补偿加速度、补偿反应时间和补偿效果。