为实现海洋钻井用升沉补偿装置的国产化,采用相似原理设计了海洋钻井平台钻柱升沉补偿试验台控制系统。该系统采用电液比例换向阀控制不对称液压缸模拟海浪升沉,可对升沉运动进行钻柱补偿控制;由于控制部件采用的电液比例换向阀存在死区,系统采用PID和死区补偿控制算法,较好地实现了海浪模拟和补偿控制。为保证升沉给定和跟踪控制精度,软件采用VB调用API函数,可对采样时间间隔进行精确控制。试验数据表明,该控制试验台可满足浮式钻井平台钻柱升沉补偿系统控制要求。

针对海浪升沉运动对钻柱和钻压的影响,设计了一种海洋浮式钻井平台主动式钻柱升沉补偿装置,其以电液比例方向阀和变量泵为控制对象,实现了对液压缸活塞运动的实时控制,进而对海浪升沉造成的钻柱运动进行补偿。建立了主动式钻柱升沉补偿装置系统的数学模型,设计、搭建升沉补偿实验台实现了升沉运动和动态负载的实验模拟,并进行了阀控和泵控加阀控的主动升沉补偿实验。结果表明主动阀控方案具有较好的补偿效果,但消耗能量较大;泵控加阀控方案能耗较低,但控制策略要求较高,补偿效果稍差。

游车大钩升沉补偿装置是浮式钻井平台应用较广泛的设备之一。为了研究新型游车大钩升沉补偿装置的补偿效果,分析了游车大钩升沉补偿装置的工作原理,建立了数学模型。基于AMESim软件建立了仿真模型,分析了两种升沉补偿装置的补偿效果。仿真结果表明,新型游车大钩的升沉补偿装置有良好的补偿效果。

为了保障海洋钻井天车升沉补偿系统正常工作遇到钻井事故时保证人员和设备的安全根据系统工作原理设计了隔离阀的液压系统原理图搭建AMESim仿真模型进行动态特性分析和结构参数优化。结果表明：设计的液压系统具有自动关闭、手动关闭、保持常开和复位的功能满足实际工况的需求;通过NLPQL算法进行结构参数优化优化后隔离阀响应时间缩短发生钻井事故时天车速度明显降低性能显著提高;隔离阀关闭过程中无压力冲击现象系统运行平稳。

天车升沉补偿系统在浮式海洋钻井平台得到了广泛应用。为分析天车升沉补偿系统不同工作方式下的补偿效果对其主要系统参数进行设计。利用AMESim仿真平台和ADMAS软件搭建了联合仿真模型完成被动补偿方式及3种不同反馈信号(位移、速度和加速度)下半主动补偿方式的补偿效果仿真实验以及气液转换器与被动补偿缸之间管线长度对补偿效果的影响分析。仿真结果表明:半主动补偿方式下速度反馈补偿效果最佳加速度反馈稍差位移反馈最次但都远高于被动补偿方式;气液转换器与被动补偿缸之间管线越短补偿效果越高。

为了检验海洋浮式钻井天车升沉补偿装置的工作性能根据相似理论设计了升沉补偿试验系统主要包括升沉模拟系统、负载模拟系统和升沉补偿系统.利用ADAMS和AMESim软件建立系统的联合仿真模型得到蓄能器初始体积、充气压力和补偿缸作用面积对系统性能的影响规律以及升沉补偿率和系统能耗之间的对应关系.仿真结果表明：系统可以实现平台升沉模拟、钻井负载模拟和升沉补偿等试验功能;工作平稳具有良好的动态特性补偿效果较好.

为了模拟海洋钻井平台的升沉运动规律，设计并搭建了一套基于电液比例阀控马达的位置伺服系统，建立了系统数学模型，对控制算法进行了数值仿真与实验研究，采用逐步细化的分段PID方法实现了模糊PID算法。研究结果表明：带死区补偿的模糊PID算法稳定性好、控制精度高，实现了带载状况下高精度的升沉运动模拟，满足性能要求。

介绍了ＬＹ３ＺＢ型液压传动三缸柱塞泵的结构方案，液压系统工作原理及其性能实验结果。该泵以长丫程，低冲次的工作方式适合于输送各种介质，特别是黏稠性介质。

液压传动及控制技术在现代工程机械中发挥了越来越重要的作用.如何有效地发挥液压控制技术在提高工程机械整机的控制性能、可靠性等方面的作用,是液压行业和工程机械行业必需面对的课题.概述了国内外及浙江大学流体传动及控制国家重点实验室近年来在工程机械液压控制技术方面的研究进展,展望了该技术领域的发展方向和研究重点.