深海取样绞车储缆卷筒电-液速度控制系统分析

介绍了深海取样绞车储缆卷筒控制系统的工作原理,分析了钢缆在储缆卷筒上横向排缆过程中,储缆卷筒电一液控制系统各环节的电气和液压特性,建立了传递函数组成的数学模型,并分析了此数学模型的频率特性.     

光电复合缆绞车牵引系统力学分析

针对深海光电复合缆绞车牵引系统的复合缆和卷筒的设计缺乏理论依据的关键问题,根据光电复合缆的特性和大容量收放的特点,运用微积分和MATLAB仿真的方法对复合缆在双卷筒上的受力进行详细分析,得到牵引卷筒上复合缆力学模型,进而讨论了牵引卷筒上复合缆的张力衰减情况。最后,基于ANSYS软件对复合缆进行有限元分析验证缆绳应力变化。仿真结果证明,所建立的牵引卷筒上缆绳的力学模型符合条件,为大载荷绞车的牵引系统设计提供了理论依据,有一定的工程意义。     

深海取样绞车牵引卷筒上钢缆张力分析

文中根据深海取样绞车的钢缆和牵引卷筒之间力的关系,利用微积分学原理,对钢缆在牵引卷筒上的张力变化进行了分析,建立了钢缆张力、钢缆与卷筒间的摩擦系数、钢缆在卷筒上的包角等参数之间的关系式,并通过实例对该关系式进行了验证。     

遥控水下机器人脐带缆收放绞车设计及牵引力分析

脐带缆收放技术是有缆遥控水下机器人的一项关键技术,该技术直接影响水下机器人载体的收放及作业过程中脐带缆的安全。针对目前水下机器人收放系统中脐带缆收放技术的特点,给出了一种具有自动排缆、低张力缠绕、能够提供大牵引力和安全制动功能的紧凑新式脐带缆绞车方案,并对牵引绞车与储藏绞车之间脐带缆张力与牵引绞车的牵引力进行了理论分析,给出了二者之间的关系函数。     

伺服排缆系统在变径缆绞车中的应用

为了使变径缆在绞车储缆滚筒上能够整齐缠绕,本文设计了一套伺服排缆系统,选取可编程逻辑控制器（PLC）和人机界面（HMI）作为总控单元,采用离散的跟随方法实现排缆机构对储缆滚筒的精确跟随;通过霍尔传感器和设置在变径连接件中的磁环实现变径信号的获取,从而实现自动变径;在排缆机构到达两端换向处加入了延时机制,以保证缆绳两端的...     

一种新型张力保护自动收放脐带缆绞车装置

介绍一种新型张力保护自动收放的脐带缆绞车装置的组成及特点。该装置克服了传统脐带缆绞车全人工操作模式所存在的效率低和安全性差等问题,实现了脐带缆绞车的自动收放和排缆,准确控制脐带缆张力,有效保护脐带缆的安全,大幅提高了潜水器等水下作业设备的工作效率和作业安全性。     

深海ROV多层脐带缆绞车卷筒力学分析

通过对深海ROV脐带缆微元段受力情况的分析,基于简化理论模型的假设,建立了能够模拟脐带缆绞车卷筒受力情况的理论模型。对比某绞车的实验数据,验证了本力学模型的正确性。通过对实例的计算分析,能够为深海ROV脐带缆绞车的设计工作提供理论支持。     

一种重载减张力拖曳绞车的设计研究

以海洋平台中的重载荷拖曳绞车作为被控对象,采用速度和恒力矩控制方式实现了拖曳绞车减张力机构和排缆机构的速度同步。同时采用新型摩擦减张力、变频调速和直接转矩控制技术,设计了一种新型重载荷减张力拖曳绞车。实践证明,该拖曳绞车大大减小了因缆绳挤压切入所造成的破坏,提高缆绳的使用寿命。     

海洋可控源电磁拖曳系统运动仿真模拟研究

海洋可控源电磁拖曳系统是海洋可控源电磁勘探系统的重要组成部分,对光电复合缆和绞车的强度有着较高的要求。为了保障作业安全,避免拖缆崩断、绞车损坏等事故的发生,需要对拖曳系统所受的张力进行评估,为实际作业提供参考。本文采用拖曳系统稳态运动求解方法,模拟拖体在海水中的位置,以及放缆时绞车所受的牵引张力,模拟结果与海试实测数据能够较好地吻合。在拖缆长度一定的情况下,随着拖曳速度的增大,绞车牵引张力先减小再增大,光电复合缆长度越长这种现象越明显。     

基于水下绞车的实时传输潜标研制及海上试验

针对“透明海洋”工程对水下实时、长期、连续观测的迫切需求,开展基于水下绞车的实时传输潜标研制。该型潜标采用水下绞车牵引卫星通信浮标的方式,将潜标上搭载的测量仪器观测数据通过铠装通信缆传输到卫星通信浮标,当卫星通信浮标浮出水面时,再通过卫星通信传输至数据接收处理装置,完成数据传输后,水下绞车牵引卫星通信浮标至海面以下50 m,从而实现潜标系统的实时传输功能。本文详细介绍了基于水下绞车的实时传输潜标系统设计及关键组部件设计,并通过海上试验验证了该型潜标海上应用的可行性。     

Marine tether dynamics: retrieval and deployment from a heaving platform

A tether management system of a winch module in a marine environment is proposed. For the purpose of this study the subsea body is considered as a mass attached at the free end of a long tether which is wrapped around a circular drum controlled by an external torque. The winch is considered mounted on a heaving platform. The effect of the heaving platform on the motions of the drum, tether and attached mass are studied with respect to the longitudinal vibrations of the tether in one dimension. The hydrodynamic effects are considered on the deployed portion of the tether and the tethered mass, both of which are assumed submerged in otherwise still water. The resulting nonlinear system of equations of motion is developed and solved numerically for an example of a marine tether system. The effect of the tether extensibility on the operation threshold of the system is identified. Comparison with an inextensible tether case is provided. The numerical results and their analysis for the retrieval/deployment of the system are presented.     

水下升降式准实时通信潜标控制系统研制

为实现长期、连续、定点、低成本的上层海洋垂直剖面要素的准实时观测,提出了一种以STM32单片机(microcontroller unit,MCU)为主控器、采用国产温盐深传感器(conductivity temperature depth,CTD)和声学多普勒剖面流速仪(acoustic doppler current profilers,ADCP)等仪器进行剖面观测、搭载铱星通信模块或其他通信设备、适用于近海和远海的低功耗水下升降式准实时通信潜标控制系统设计方案。介绍了潜标的结构组成、控制系统硬件和软件设计,以及服务器接收软件的设计;实现了基于无线双向通信的数据补发机制和对潜标的远程控制;提出了一种适用于霍尔无刷直流电机(hall brushless direct current motor,HBLDCM)的堵转保护方法。近海和远海试验表明,该型潜标可以实现海洋垂直剖面的连续观测和数据的准实时传输,验证了潜标控制系统设计方案的可行性与稳定性。     

柔性管卷管式铺管上卷有限元模拟

采用卷管法进行海底管道铺设过程中,管道首先通过牵引作用上卷于卷筒进行储存。管道与卷筒发生非线性接触,可能会产生复杂的塑性变形和局部屈曲。通过全尺寸柔性管力学性能试验获得柔性管轴力—应变以及弯曲—曲率等非线性力学性能关系,将试验所得的非线性材料性能参数导入建立的两种柔性管上卷ABAQUS有限元模型（梁—实体单元模型与壳和桁架—实体单元模型）,实现柔性管较大轴向抗拉刚度和较小抗弯刚度的同步模拟以及管道与卷筒的非线性接触响应特征。通过对比分析两种有限元模型数值模拟得到的管道弯矩、弯曲曲率、管道轴力、管道与卷筒的接触压强等数据,发现在管道上卷过程中管道沿副法线方向的SM3弯矩占据其弯曲变形主导地位;管道与卷筒之间的摩擦效应对于管道轴力的影响较为显著;管道与卷筒的最大接触压强主要发生在卷管过渡段区域。     

海洋绞车主动升沉补偿控制系统建模与仿真分析

针对海洋绞车主动升沉补偿系统的控制要求,通过对主动升沉补偿系统的控制机理进行分析,于Simulink软件中搭建海洋绞车主动升沉补偿控制系统的仿真模型。根据负载所处不同海况,设置相应仿真参数,得出负载在不同海况下主动升沉补偿控制系统的补偿特性,绘制了负载在升沉补偿作用下的位移响应曲线及补偿时电机转速响应曲线,并与无升沉补偿作用下的仿真结果进行对比。仿真结果表明,该主动升沉补偿控制系统具备理想的补偿精度。将主动升沉补偿控制系统应用于海洋绞车进行模拟试验,得到了电驱动海洋绞车主动升沉补偿控制系统在四级模拟海况下的试验数据。试验结果表明该主动升沉补偿控制系统满足补偿能力设计要求。研究可为海洋绞车主动升沉补偿控制系统补偿性能的改进与完善提供参考。     

水下机器人主动升沉补偿系统研究

介绍一种基于水下机器人常规液压收放绞车的主动升沉补偿系统,利用加速度传感器获得母船的升沉运动信号,控制绞车的运转来降低母船的升沉运动对水下机器人的影响。通过理论计算建立主动升沉补偿系统的数学模型,仿真分析绞车运动对水下机器人升沉运动的补偿效果,并利用主动升沉补偿系统实验台验证基于常规液压收放绞车的主动升沉补偿方案的可行性。     

半潜式海洋平台定位系统的控制系统研究

以海洋平台定位系统作为研究对象,阐述了平台定位的主要组成和工作原理,设计了满足速度控制、同步控制和恒张力控制的不同运行模式下的系泊绞车液压系统,分析了液压系统各主要元件在系统中的作用。采用伪微分反馈控制算法对系泊绞车进行控制,并给出了同步控制的策略和恒张力的计算调定方法。Matlab仿真表明,伪微分控制算法具有很好的动态响应特性,完全满足海洋平台系泊定位的要求。