因为浪涌产生的升沉运动会对采矿船的作业造成巨大的负面影响,所以需要升沉补偿系统来保障采矿船作业的安全性和稳定性。升沉补偿系统可分为被动式、主动式和主被动式,主被动式是主动模块和被动模块的结合。针对被动式补偿精度不高、主动式系统能耗过大的缺点,设计一套主被动升沉补偿系统,利用AMESim软件搭建2 MN主被动升沉补偿模型,并与相关试验结合,先证明建立的仿真模型是可信的,然后在不同负载、不同波浪周期、不同波浪幅值下模拟主被动升沉补偿系统主动模块能耗功率特性。结果表明:主动补偿模块功率的平均贡献比在20%左右,被动补偿模块承担约80%,体现了主被动升沉补偿系统的节能性。

浮式集装箱起重机（OCC）是新型的海上吊运系统,能够对锚泊在深海的大型集装箱运输船进行装卸作业,来解决港口拥堵和大型船舶因港口水浅无法靠岸过驳等问题;但是由于受海上风浪干扰影响,所吊运的载荷会产生复杂的非线性动力学响应,严重影响作业效率,甚至引发安全事故。针对此问题,推导船体横摇和升沉运动下OCC系统负载吊运过程的摆振动力学模型,并设计吊运轨迹跟踪的非线性控制器,同时实现海浪干扰和起重小车运动耦合下OCC系统的位置跟踪和负载的消摆控制;采用Lyapunov方法严格证明了控制器的稳定性;最后,比较仿真和实验结果验证所提方法的有效性。通过此方法能抑制海浪激励对集装箱吊运轨迹的影响,确保OCC系统安全高效运行。