[实用新型]船用提前补偿抗横倾系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及起重船舶技术领域，具体的来说涉及一种提前补偿抗横倾系统。

背景技术

船用起重机是在海上环境中执行运输作业的一种特殊起重机，主要用于舰船间货物的运输转移、海上补给、水下作业设备的投放与回收等重要任务。

海上特殊的应用环境给船用起重机的作业带来了很大的挑战性。一方面起重机固定于船舶等运动平台上，运动平台本身及重物在风浪中均处于相对运动状态；另一方面起重机起吊重物到降落点处的运动，会对舰船产生较大的横倾力矩，起重机吊臂旋转至不同位置时，对舰船产生的横倾力矩也是不同的。当起重机作业引起的横倾力矩达到一定数量级，使舰船产生一定的横倾角，将使船舶处于倾覆的危险中。

现有技术中，控制策略在提前反映量、响应速度及精确度上考虑不够全面，因此需要一种新型具有提前补偿功能的抗横倾系统，使其能够在安全作业的同时，预先进行补偿操作。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，克服现有技术中的船用抗横倾系统存在的提前反应量、相应速度上存在的问题，提供一种船用提前补偿抗横倾系统。

为了解决上述问题本实用新型的技术方案是这样的：

船用提前补偿抗横倾系统，包括一主控制器，所述主控制器连接一水泵控制器，水泵控制器连接双向水泵和气动阀；所述主控制器还连接平衡仓液位传感器和平衡仓液位开关，双向水泵通过水管管路连通并调节平衡仓水量；所述主控制器还连接起重机传感器和船舶横倾角传感器。

所述起重机传感器包括：起吊力臂传感器、起吊重量传感器、吊机回转角度传感器。

所述平衡仓包括左平衡仓和右平衡仓，左平衡仓和右平衡仓内分别设置有液位传感器和液位开关。

船用提前补偿抗横倾方法：通过重机上的起吊力臂传感器、起吊重量传感器、吊机回转角度传感器实时采集起吊臂位置、起重重物重量及起重机吊臂旋转位置信息并传送给主控制器，主控制器再整合船舶横倾角数据左右平衡仓液位数据，计算其提前补偿量，根据获得的提前补偿量对所控制的水泵、气动阀门进行响应动作，作出提前抗横倾补偿。

有益效果：本实用新型所述的船用提前补偿抗横倾系统，系统安全性高，稳定性好，逻辑过程设计合理，系统补偿量计算误差控制在±1％以内。系统配有高效的响应机制，响应速度控制在5s以内。适用于救生打捞船抗横倾系统和综合救援船抗横倾系统设备上。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；

图1为本实用新型所述的船用提前补偿抗横倾系统的原理示意图。

图2为本实用新型所述的控制原理示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参看图1，船用提前补偿抗横倾系统，包括一主控制器，所述主控制器连接一水泵控制器，水泵控制器连接双向水泵和气动阀；所述主控制器还连接平衡仓液位传感器和平衡仓液位开关，双向水泵通过水管管路连通并调节平衡仓水量；所述主控制器还连接起重机传感器和船舶横倾角传感器。

所述起重机传感器包括：起吊力臂传感器、起吊重量传感器、吊机回转角度传感器。

所述平衡仓包括左平衡仓和右平衡仓，左平衡仓和右平衡仓内分别设置有液位传感器和液位开关。

如图2所示，本系统通过主控制器，实时采集起重机吊臂位置、起重机吊臂旋转位置及起重重物重量等信息，通过在短时间内对该信息的过程分析结合本系统的控制原理，并采用PDI算法可以精确的计算其提前补偿量，由控制理论可知离散化PID控制算式为：

式中：e(t)—偏差信号，即控制器输入；

u(t)—控制器的输出；

T_i—积分时间常数；

K_p—比例系数；

T_d—微分时间常数；

其目的一是为了消除角度传感器的偏差，作用是为了及时成比例地反应控制系统的偏差信号，并快速地对水泵、气动阀门产生控制，使偏差向最小的方向变化。二是为了优化控制系统的动态响应速度和稳定性，它可以预测船体横倾角度将来的变化趋势，并能在变化增大太大之前，引入一个有效的修正信号，从而加速被控制水泵、气动阀门的动态响应速度，减小系统的调节时间。

根据获得的提前补偿量对所控制的水泵、气动阀门进行响应动作。

本系统工作过程如下：