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深海采矿装置智能升沉补偿系统的研究

深海采矿装置升沉补偿系统是保证深海采矿作业安全进行必不可少的装备之一。例如,当用水力流体提升式采矿系统开采分布在5000m左右深海海底具有很高开采价值的锰结核时,为减小海浪所引起的采矿船升沉运动对扬矿管的影响,有必要在扬矿管与采矿船之间安装一套升沉补偿系统,以减小扬矿管的轴向应力和变形,防止疲劳损坏。本文采用理论分析、计算机仿真和模拟试验相结合的方法,对深海采矿装置升沉补偿系统进行了系统的研究,其中重载扬矿管升沉补偿系统是本文的主要研究对象。论文提出了轻载升沉补偿系统、中载升沉补偿系统和重载升沉补偿系统等三种适用于不同场合的升沉补偿系统的设计方案,它们综合应用了电液比例、计算机控制、智能控制等技术,具有结构简单、可靠性好、补偿精度高等优点。论文对采用了速度型升沉补偿策略的用于扬矿管的升沉补偿的重载升沉补偿系统进行了参数设计。参数设计的结果表明,所设计的重载升沉补偿系统满足负载大、功率消耗小的设计要求。为了进行模拟试验研究,论文搭  (本文共192页) 本文目录 | 阅读全文>>

中南大学
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深海采矿装置升沉补偿系统模糊自整定PID控制研究

随着陆地矿产资源的日趋枯竭,我国矿产资源所面临的严峻形势要求我们大力发展深海矿产资源开发技术。作为保证深海采矿作业安全进行必不可少的装备之一,深海采矿装置升沉补偿系统是一个承受重载、结构复杂、技术难度大的大型装备,且要求在环境多变的深海大洋区域运行,因此该技术的研究在初级阶段难以频繁的进行海试。而基于虚拟样机技术的仿真研究可实时模拟深沉补偿系统在不同海洋环境的工作状态,为升沉补偿装备的研制和开采提供理论依据和技术参考,使系统在缩短研究周期、降低开发风险、提高设计质量等方面起到十分重要的作用。升沉补偿控制方法的探讨则可为升沉补偿系统工作时选择控制策略提供理论参考和依据。本文根据1000m海试采矿升沉补偿系统设计方案和海试环境要求,系统地分析了升沉补偿系统的工作原理和技术参数,并合理的简化了在大洋环境下采矿船体与升沉平台的运动规律和进行了受力分析,建立了升沉补偿系统简单力学模型和数学模型。本文应用了虚拟样机技术和控制系统仿真技术联合...  (本文共88页) 本文目录 | 阅读全文>>

中南大学
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动力吸振式深海采矿主动升沉补偿系统设计及控制研究

深海采矿升沉补偿系统作为采矿船、扬矿系统及其布放系统的重要接口设施,能够有效隔离深海采矿作业区随机波浪下采矿船巨幅运动对扬矿管线等水下设备的影响,是安全进行深海采矿作业必不可少的关键装备之一。因此开发占用空间小、能耗低、安装简便的主动升沉补偿系统成为海洋工程的当务之急。本文针对深海采矿升沉补偿这样一个大惯性强干扰系统的宽频带振动控制问题,以中国深海1000m多金属结核开采中试系统为研究对象,探讨基于动力吸振原理的深海采矿系统主动升沉补偿系统设计理论及控制应用。首先选取了适合我国深海采矿区作业海况的随机波浪谱,对随机波浪下深海采矿船的运动响应进行了分析,完成了升沉补偿液压系统参数设计,在此基础上对动力吸振式深海采矿主动升沉补偿系统进行了数学建模并对其主动控制策略进行了仿真和相关实验研究,建立了动力吸振式深海采矿主动升沉补偿系统设计理论和规范,形成了高效可靠的控制策略。论文的主要研究成果如下:1.针对我国深海1000m多金属结核开采...  (本文共120页) 本文目录 | 阅读全文>>

《液压与气动》2020年05期
液压与气动

天车升沉补偿实验装置控制系统设计与实现

针对海洋浮式钻井天车升沉补偿实验装置的实验需求,设计并实现了一套自动控制系统。开展了总体控制方案设计和子系统详细设计;硬件设计以PC机为上位机,以2台西门子PLC为下位机分别控制泵站和阀台,PC与PL...  (本文共5页) 阅读全文>>

《华中科技大学学报(自然科学版)》2017年06期
华中科技大学学报(自然科学版)

深海起重机被动式升沉补偿建模方法研究

为了研究被动式升沉补偿系统的工作原理及其建模方法,通过引入介质分离器活塞的动力学方程,并考虑由于滑轮惯性所导致的钢缆张力松弛影响,建立了一种改进型的被动式升沉补偿系统的数学模型.针对起重机的海底吊装...  (本文共6页) 阅读全文>>

《机床与液压》2011年24期
机床与液压

深海采矿装置升沉补偿控制系统研究

介绍深海采矿装置升沉补偿液压系统工作原理,分析控...  (本文共3页) 阅读全文>>

《中国机械工程》2004年09期
中国机械工程

深海采矿升沉补偿系统非线性仿真模型的建立和试验

利用Simulink软件和功率键合图建立了深海采矿主动型升沉补偿系统的仿真模型 ,该系统保留了非线性因素、无需编程、具有图形化的用户界面...  (本文共4页) 阅读全文>>