电动光电复合缆绞车储缆控制系统研究

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随着对海洋资源和环境的勘探日益趋向深海区域，传统的单卷筒绞车无法同时完成探测仪器收放和数据传输任务，因此集设备收放和通讯功能于一体的光电复合缆绞车得到了国内外的高度关注。目前，解决设备收放与数据传输矛盾的方法是将设备的牵引和光电复合缆的储存进行结构分离，选取合适的控制算法对光电复合缆绞车的储缆系统进行设计，实现对绞车储缆系统的变转矩、恒张力控制。同时，国产绞车大多采用液压作为源动力，与液压绞车相比，电动绞车具有体积小、结构简单、故障率低等优点。本文设计并完成了一种电动绞车储缆系统的控制方案，具有重要的价值和工程意义。
　　首先，从光电复合缆绞车的构成、结构、功能入手，分析光电复合缆绞车储缆系统工作原理，设计储缆系统的控制策略和方案，推导储缆系统传递函数。并考虑系统效率、功率损耗等实际因素，对储缆系统主要部件进行选型计算。
　　其次，采用AMEsim与Simulink对绞车的储缆控制系统进行准确的建模和仿真。在分析异步交流电机矢量控制原理的基础上，建立储缆电机的数学模型和Simulink仿真模型。同时，在AMEsim中分别建立储缆卷筒和排缆机构的仿真模型，完成仿真模型中的参数计算。在控制系统仿真中，通过分析储缆系统在启停、海浪干扰、牵引绞车变速等情况下的动态响应，研究储缆绞车的恒张力控制性能和排缆机构的跟踪性能，比较排缆机构的速度和位置两种控制方式，分析速度和位置两种控制的优劣及适用范围。仿真结果表明储缆系统在各种情况下均有良好的性能，速度控制方式与位置控制方式相比具有适用范围广的优点。
　　最后，根据储缆系统的AMEsim与Simulink联合仿真结果，采用西门子系列PLC、变频器做为储缆控制系统的控制模块，构建了绞车的储缆控制系统，完成了硬件组态和通讯设置，并编制了储缆绞车的控制软件以及人机监控界面。

著录项

作者
孔繁增;
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作者单位

哈尔滨工程大学;

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授予单位哈尔滨工程大学;
学科控制科学与工程
授予学位硕士
导师姓名梁利华;
年度 2017
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类调查与观测技术设备;自动控制、自动控制系统;
关键词
光电复合缆绞车; 储缆控制系统; 恒张力控制; 排缆机构; 动态响应;

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