当前,船舶在海面上生产时,容易受到海水激励波形的干扰,导致船舶运动上下波动,不能很好地满足海底探测任务。对此,创建了船舶液压升沉主动补偿系统简图模型,给出了液压升沉补偿的工作过程,分析了PID控制器和模型预测控制器,设计了液压升沉主动补偿系统并联控制器。设定期望运动轨迹,采用MATLAB软件对船舶运动轨迹跟踪误差进行仿真,分别与改进前两种控制方法输出误差对比。结果显示:随着缆绳长度的增加,控制系统响应时间就会延长,补偿精度也会降低,但是并联控制器跟踪误差始终优于PID控制器和模型预测控制器,克服了传统控制系统响应的滞后性。采用并联控制器,能够自适应调节液压升沉主动补偿系统,降低海水波形对船舶运动的影响,提高船舶在海面行驶的稳定性和安全性,更好的满足海底探测任务。

传统的船基收放系统中的牵引绞车一般采用速度控制方式,导致在船舶升沉作用下负载至牵引绞车之间的缆绳张力不断震荡,最终可能造成缆绳损坏,甚至断裂等问题。分别设计了基于PID、模糊PID、BP模糊神经网络PID的牵引绞车张力控制器来进行缆绳张力控制仿真。通过仿真发现,相较于其他两种控制器,所建立的BP模糊神经网络PID控制器在不规则波及不同负载下的缆绳张力控制精度最高,系统平稳、无超调,且在受到干扰时动态响应速度最快。

根据钻井升沉补偿绞车关键参数,在研究国外主动补偿绞车方案、分析国内外现有的各种海洋浮式平台升沉补偿系统的基础上,考虑补偿绞车使用环境、使用工况等要求,并结合常规海洋绞车的设计经验,完成了1000 hp主动式钻井升沉补偿绞车设计,实现了具有自主知识产权的升沉补偿绞车设计。

针对深海多金属锰结核的开采以水力流体提升式采矿系统中的扬矿管的升沉补偿为研究对象提出了一种基于SIMULINK中xPC Target模块环境下的实时在线控制系统开发过程简单易行支持在线参数修改实现了在线实时控制功能工作稳定精度高。

用零波面、浮力等理论提出新型参照物组件的电液自动控制结构解决深海采矿起伏补偿电液控制信号采集的关键难题。为沉海采矿作业升沉自动补偿技术提供一种有效可靠手段.

该文联合虚拟样机技术和控制系统仿真技术对深海采矿升沉补偿系统进行了设计研究，建立了基于液压动力源的升沉补偿系统采矿船多刚体机械动力学模型，并针对该模型设计了模糊自整定PID控制器。联合仿真研究结果表明，模糊自整定PID控制策略能很好地对升沉补偿装置进行有效的位移补偿控制，补偿率可达到40％～45％，从而提高了深海采矿系统的稳定性。

为消除作业船舶的升沉运动对深水下放安装的影响，在综合主动型和被动型升沉补偿系统优点的基础上，该文提出一种复合型升沉补偿系统，并阐述了补偿系统的工作原理和补偿机制。为了降低系统的能耗，采用二次调节技术，实现能量的回收和再利用，降低了系统的装机功率。

基于荔湾3-1大型气田,首先对作业区的海浪条件进行数值模拟,获得了深水作业极限海况下的船体及吊装载荷的升沉运动响应.为了避免响应幅值过大,提出了一套以复合液压缸为主体的深水绞车半主动升沉补偿系统,并建立了缆绳吊放载荷的动力学模型及补偿系统的液压系统模型.在Simulink中对采用两种不同反馈的PID控制系统进行仿真,通过对升沉补偿系统补偿效果的定性分析可知,所设计的补偿系统在张力反馈控制情形下具有较高的补偿精度.

提出采用短量程的传感器检测两个或多个长行程油缸的同步误差的相对检测法与绝对位移检测比较成本低易安装操作方便;建立了双缸同步补偿模拟实验系统结合计算机技术实现了在线测控;提出模糊-PID控制策略进行同步补偿控制自行开发了相应的软件实现同步误差的补偿控制;为深海采矿长行程升沉补偿油缸的同步检测与控制提供了合理的实验数据.

提出并设计了一种水下拖曳升沉补偿负载模拟加载系统，通过张力模拟信号发生器对水下拖曳升沉补偿系统的负载理论值进行实时计算，采用电液比例溢流阀控制液压马达驱动加载液压绞车实现对升沉补偿系统的加载。应用Simulink工具建立了液压加载系统的仿真模型，并对其性能进行了仿真研究。仿真结果表明，该负载模拟加载系统能够对水下拖曳升沉补偿系统的负载进行准确模拟。