[发明专利]一种基于深沉补偿控制算法的收放存储装置

说明书

本发明公开了一种基于深沉补偿控制算法的收放存储装置，该装置包括绞车，收放平台，由绞车驱动液压马达、与绞车驱动液压马达并联的比例溢流阀、与绞车驱动液压马达的供油回路串联的比例节流阀组成的张力‑阻尼自适应液压系统及由深度控制主回路、张力补偿控制回路和深沉周期前馈补偿回路组成的张力‑深沉前馈补偿控制系统。本发明提供的深度控制主回路以深度为参考量、张力补偿控制回路以张力为参考量、深沉周期前馈补偿回路以升降幅值为参考量控制比例溢流阀以调节系统收放张力，深沉周期前馈补偿回路以升降相位为参考量控制比例节流阀以调节系统动态阻尼，控制绞车驱动液压马达驱动绞车进行收放运动，稳定拖曳物的深度，减少拖曳缆的张力波动。

技术领域

本发明涉及海洋工程机械技术领域，特别涉及一种基于深沉补偿控制算法的收放存储装置。

背景技术

收放存储装置是海洋工程装备中使用最为广泛的设备之一，在国防、科研和民用建设过程中具有重要作用。收放存储装置具有将拖曳物释放到海水中、水中拖曳、回收拖曳物到工作平台上等功能。对于收放存储装置，最为关键的是保证拖曳物的安全，稳定控制拖曳物在水中深度，控制拖曳缆张力避免拖曳缆损坏或过大的冲击导致收放存储装置损坏。

海洋工程中的拖曳物是根据实际的工程应用需求确定，可以是机器人系统，也可以是专用探测装置和科学仪器等。拖曳物的重量一般较重，有的拖曳物在空气中重量超过了30吨。针对较重的拖曳物，收放存储装置一般采用液压驱动方式提供能源，通过液压马达驱动绞车旋转，进而带动拖曳缆收或放实现将拖曳物释放到海水中或从海水中回收拖曳物的功能。

由于工作在海洋环境下的回收释放平台在海面上随着波浪上升、下降、漂移，在回收、释放和拖曳过程中海洋波浪的起伏导致拖曳缆出现极大的张力波动，导致拖曳物的深度位置也跟随波浪出现较大的升降变化，影响测量和观测效果。因此，急需一种要求较高的液压和电气控制系统，以减少张力波动、维持拖曳物设定的深度。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于深沉补偿控制算法的收放存储装置，能够稳定拖曳物的深度，减少拖曳缆的张力波动。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于深沉补偿控制算法的收放存储装置，所述收放存储装置包括绞车、收放平台以及放置在所述收放平台上的张力-阻尼自适应液压系统和张力-深沉前馈补偿控制系统；

所述张力-阻尼自适应液压系统包括绞车驱动液压马达、与所述绞车驱动液压马达并联的比例溢流阀以及与所述绞车驱动液压马达的供油回路串联的比例节流阀；所述绞车驱动液压马达与所述绞车连接；所述张力-深沉前馈补偿控制系统包括深度控制主回路、张力补偿控制回路和深沉周期前馈补偿回路；

在所述绞车收放过程中，所述深度控制主回路以深度反馈值为参考量、所述张力补偿控制回路以张力反馈值为参考量、所述深沉周期前馈补偿回路以升降幅值为参考量控制所述比例溢流阀以调节所述张力-阻尼自适应液压系统的收放张力，所述深沉周期前馈补偿回路以升降相位为参考量控制所述比例节流阀以调节所述张力-阻尼自适应液压系统的动态阻尼，进而控制所述绞车驱动液压马达驱动所述绞车进行收放运动。

可选的，所述深度控制主回路、所述张力补偿控制回路以及所述深沉周期前馈补偿回路中的控制器均采用PID控制算法或者PID改进型式的控制算法。

可选的，所述深度控制主回路包括深度控制器、第一计算器、第一积分器以及编码器；所述深度控制器内存储深度阈值；所述第一计算器内存储第一比例系数；所述编码器，安装在所述绞车驱动液压马达的轴上，用于测量所述绞车的运动圈数；所述第一积分器，与所述编码器连接，用于对所述运动圈数积分处理得到拖曳缆的收放长度；

所述深度控制器，分别与所述第一积分器、所述第一计算器连接，用于计算所述深度阈值与所述拖曳缆的收放长度的差值，并根据所述差值，确定以所述深度反馈值的深度控制量，将所述深度控制量发送至所述第一计算器；