專利名稱：多點(diǎn)系泊系統(tǒng)中多臺(tái)收纜單元平衡橫向移船的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采取多點(diǎn)系泊系統(tǒng)進(jìn)行船舶水面移位的控制方法，尤其涉及多點(diǎn)系泊系統(tǒng)中多臺(tái)收纜單元平衡橫向移船的控制方法，具體適用于在確保船體設(shè)定朝向的基礎(chǔ)上，通過(guò)多臺(tái)收纜單元自動(dòng)、平衡的實(shí)現(xiàn)船體的水面橫向移位。
背景技術(shù)：
多點(diǎn)系泊系統(tǒng)是海洋工程船舶的重要組成部分，而收纜單元是多點(diǎn)系泊系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一，它能通過(guò)調(diào)整系在船舶上的多根纜繩長(zhǎng)度控制船舶在水面上進(jìn)行小范圍的移動(dòng)定位，從而便于進(jìn)行海上作業(yè)。目前，大部分海洋工程船舶采用的是八點(diǎn)系泊系統(tǒng)，該八點(diǎn)系泊系統(tǒng)分別位于主船體的兩側(cè)舷邊位置上，作業(yè)時(shí)船舷一側(cè)四臺(tái)收纜單元負(fù)責(zé)收纜， 另外四臺(tái)負(fù)責(zé)放纜。在船舶進(jìn)行水面橫向移位的整個(gè)作業(yè)過(guò)程中，確保船頭始終位于設(shè)定朝向至關(guān)重要，否則，海面風(fēng)浪將會(huì)造成各收纜單元受力不均勻，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)p壞纜繩和甲板。為確保船頭始終位于設(shè)定朝向，四臺(tái)收纜單元收纜的速度、長(zhǎng)度是否同步十分關(guān)鍵。為實(shí)現(xiàn)四臺(tái)收纜單元收纜速度、長(zhǎng)度的同步，現(xiàn)有技術(shù)中采取人工單獨(dú)操作的方法，即每臺(tái)收纜單元均由人工操作，采用這種方法時(shí)，不僅對(duì)操作人員要求較高(不僅要具備豐富的操作經(jīng)驗(yàn)，而且要具備一定的專業(yè)知識(shí))，操作難度較大，而且安全性較弱，常由于操作不慎而對(duì)纜繩、甲板造成嚴(yán)重?fù)p害，此外，人工操作的工作效率非常低下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的工作效率較低、安全性較差、操作難度較大的缺陷與問(wèn)題，提供一種工作效率較高、安全性較強(qiáng)、操作難度較小的多點(diǎn)系泊系統(tǒng)中多臺(tái)收纜單元平衡橫向移船的控制方法。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是
多點(diǎn)系泊系統(tǒng)中多臺(tái)收纜單元平衡橫向移船的控制方法，該控制方法依次包括以下步
驟
第一步先向船體數(shù)據(jù)處理單元中輸入船體設(shè)定朝向，再由手柄將收纜初始速度指令 4發(fā)至每臺(tái)收纜單元中的子控制器上，然后由子控制器依PID算法對(duì)收纜初始速度指令
4進(jìn)行處理以得到閥控信號(hào)，并將該閥控信號(hào)發(fā)至速度控制閥，再由速度控制閥根據(jù)閥控
信號(hào)操縱液壓馬達(dá)進(jìn)行收纜操作；
第二步先由速度傳感器測(cè)得纜繩的即時(shí)收纜速度，并將該即時(shí)收纜速度反饋進(jìn)子控制器，同時(shí)，船體姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得船體的即時(shí)朝向角度值，并將該即時(shí)朝向角度值反饋進(jìn)船體數(shù)據(jù)處理單元，再由船體數(shù)據(jù)處理單元依PID算法對(duì)即時(shí)朝向角度值、船體設(shè)定朝向
進(jìn)行比較以得到船頭向標(biāo)定方向的角度偏移量與船尾向標(biāo)定方向的角度偏移量i\V，
然后將船頭向標(biāo)定方向的角度偏移量ΔΛ、船尾向標(biāo)定方向的角度偏移量發(fā)送至每臺(tái)收纜單元中的子控制器上；
第三步先由子控制器根據(jù)公式Ffsm =JO7ct +ΙΓγΔτ + ^Ι’對(duì)接收到的收纜
初始速度指令Ρ^、船頭向標(biāo)定方向的角度偏移量&、船尾向標(biāo)定方向的角度偏移量進(jìn)行處理以得到收纜修正速度指令,其中，κ為通道信號(hào)比例系數(shù)，取值ι, 1「χ為船頭向移動(dòng)方向的反饋比例系數(shù),Iv為船尾向移動(dòng)方向的反饋比例系數(shù)，且JT^I1.均為正
權(quán)利要求
1.多點(diǎn)系泊系統(tǒng)中多臺(tái)收纜單元平衡橫向移船的控制方法，其特征在于該控制方法依次包括以下步驟第一步先向船體數(shù)據(jù)處理單元中輸入船體設(shè)定朝向，再由手柄將收纜初始速度指令 4發(fā)至每臺(tái)收纜單元中的子控制器上，然后由子控制器依PID算法對(duì)收纜初始速度指令Fe進(jìn)行處理以得到閥控信號(hào)，并將該閥控信號(hào)發(fā)至速度控制閥，再由速度控制閥根據(jù)閥控信號(hào)操縱液壓馬達(dá)進(jìn)行收纜操作；第二步先由速度傳感器測(cè)得纜繩的即時(shí)收纜速度，并將該即時(shí)收纜速度反饋進(jìn)子控制器，同時(shí)，船體姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得船體的即時(shí)朝向角度值，并將該即時(shí)朝向角度值反饋進(jìn)船體數(shù)據(jù)處理單元，再由船體數(shù)據(jù)處理單元依PID算法對(duì)即時(shí)朝向角度值、船體設(shè)定朝向進(jìn)行比較以得到船頭向標(biāo)定方向的角度偏移量^與船尾向標(biāo)定方向的角度偏移量4)、 然后將船頭向標(biāo)定方向的角度偏移量At、船尾向標(biāo)定方向的角度偏移量4>’發(fā)送至每臺(tái)收纜單元中的子控制器上；第三步先由子控制器根據(jù)公式I7sw =JO^1對(duì)接收到的收纜初始速度指令 、船頭向標(biāo)定方向的角度偏移量Αγ、船尾向標(biāo)定方向的角度偏移量4F 進(jìn)行處理以得到收纜修正速度指令其中，κ為通道信號(hào)比例系數(shù)，取值為船頭向移動(dòng)方向的反饋比例系數(shù),Iy為船尾向移動(dòng)方向的反饋比例系數(shù)，且JTf^r均為正數(shù)；再采用PID算法對(duì)收纜修正速度指令I(lǐng)7eM進(jìn)行處理以得到閥控修正信號(hào)，然后將該閥控修正信號(hào)發(fā)至速度控制閥，再由速度控制閥根據(jù)閥控修正信號(hào)操縱液壓馬達(dá)進(jìn)行收纜修正操作，……，依次循環(huán)，直至船體按船體設(shè)定朝向完成船舶在水面的橫向移動(dòng)；所述船體姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)包括控制箱本體、顯示屏、GPS定位系統(tǒng)與兩個(gè)GPS接收點(diǎn)，其中，控制箱本體、顯示屏與GPS定位系統(tǒng)設(shè)置于駕駛室內(nèi)，兩個(gè)GPS接收點(diǎn)分別設(shè)置在船頭和船尾；所述每臺(tái)收纜單元都包括子控制器、速度控制閥、液壓馬達(dá)與速度傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多點(diǎn)系泊系統(tǒng)中多臺(tái)收纜單元平衡橫向移船的控制方法，其特征在于所述速度控制閥安裝在船艙中的設(shè)備泵站上；所述液壓馬達(dá)安裝在船舷的設(shè)備底座上，且液壓馬達(dá)與減速機(jī)、收纜卷筒相連接；所述速度傳感器安裝在船舷的卷筒上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多點(diǎn)系泊系統(tǒng)中多臺(tái)收纜單元平衡橫向移船的控制方法，其特征在于所述JCfIj依據(jù)速度控制閥的放大比例系數(shù)與收纜單元在船上布置的位置參數(shù)而定；所述速度控制閥的放大比例系數(shù)是指速度控制閥的控制信號(hào)強(qiáng)度依次經(jīng)液壓馬達(dá)、減速機(jī)、收纜卷筒放大之后落實(shí)到纜繩運(yùn)動(dòng)速度上的放大比例系數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多點(diǎn)系泊系統(tǒng)中多臺(tái)收纜單元平衡橫向移船的控制方法，其特征在于所述多點(diǎn)系泊系統(tǒng)為八點(diǎn)系泊系統(tǒng)；所述多臺(tái)收纜單元為四臺(tái)收纜單元，分別為船頭設(shè)置的兩臺(tái)收纜單元與船尾設(shè)置的兩臺(tái)收纜單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多點(diǎn)系泊系統(tǒng)中多臺(tái)收纜單元平衡橫向移船的控制方法，其特征在于所述船頭設(shè)置的兩臺(tái)收纜單元的1\為o，i〔v則與距船頭之間的距離成反比；所述船尾設(shè)置的兩臺(tái)收纜單元的it為ο， ^則與距船尾之間的距離成反比。
全文摘要
多點(diǎn)系泊系統(tǒng)中多臺(tái)收纜單元平衡橫向移船的控制方法，該控制方法在使用中形成兩個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，一個(gè)是收纜單元內(nèi)部的速度閉環(huán)控制系統(tǒng)，包括子控制器、速度控制閥、液壓馬達(dá)與速度傳感器，使用時(shí)通過(guò)速度傳感器將纜繩的即時(shí)收纜速度反饋進(jìn)子控制器以形成閉環(huán)；另一個(gè)是收纜單元外部的船頭朝向閉環(huán)控制系統(tǒng)，包括船體數(shù)據(jù)處理單元與船體姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，使用時(shí)通過(guò)船體姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)將即時(shí)朝向角度值反饋進(jìn)船體姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)以形成閉環(huán)；通過(guò)這兩個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)的配合即可在確保船體設(shè)定朝向的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)船體的水面橫向移位，且均采用了PID算法。本設(shè)計(jì)不僅安全性較強(qiáng)、操作難度較小，而且工作效率較高、精確度較高。
文檔編號(hào)G05D1/02GK102508491SQ201110376228
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月24日
發(fā)明者周建良, 徐瀟, 朱真利, 李海, 毛玉國(guó), 溫新民, 趙麗雄, 馬志剛 申請(qǐng)人:武漢船用機(jī)械有限責(zé)任公司