CN102713781B - 具有主动阻尼控制的主动起伏补偿 - Google Patents

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Abstract

一种阻尼控制系统（120），包含：第一传感器（205），其被配置为检测船舶（100）的移动，并产生表示船舶（100）的移动的第一信号；第二传感器（210），其被配置为检测电缆（115）的移动，并产生表示电缆（115）的移动的第二信号。致动器（215）被配置为在力事件期间对施加到有效载荷（110）的力进行阻尼。力事件至少部分地由于船舶（100）和电缆（115）的移动引起。控制器（220）被配置为，至少部分地基于第一与第二信号来识别力事件，并在力事件期间对致动器（215）进行控制，以便对施加到有效载荷（110）的力进行实质性的阻尼。

Description

具有主动阻尼控制的主动起伏补偿
相关申请的交叉引用
本申请要求2009年12月21日提交的美国临时专利申请No.61/288,389的优先权，该申请的全部内容并入此处作为参考。
技术领域
本公开涉及使用主动(active)阻尼控制系统的主动起伏(heave)补偿。
背景技术
离岸化石燃料勘探提供了在水体海床之下发现新化石燃料源的机会。离岸平台或漂浮在水平面上的船舶可支撑经由电缆(cable)连接到海床上的设备的起重机(crane)。较长的电缆可允许在更深的水中发现和制造化石燃料，例如石油和天然气。
发明内容
阻尼控制系统包含：第一传感器，其被配置为检测船舶的移动，并产生表示船舶移动的第一信号；第二传感器，其被配置为检测电缆的移动，并产生表示电缆移动的第二信号。致动器被配置为对在力事件(forceevent)期间施加到有效载荷(payload)的力进行阻尼。力事件至少部分地由于船舶和电缆的移动引起。控制器被配置为，至少部分地基于第一与第二信号识别力事件，并在力事件期间控制致动器，以便对施加到有效载荷的力进行实质性的阻尼。
一种方法包含检测船舶相对于有效载荷的移动，以及检测电缆相对于有效载荷的移动。该方法还包含，基于船舶和电缆的移动，识别力事件。力事件导致力经由电缆施加到有效载荷上。另外，该方法还包含，至少部分地基于检测到的船舶和电缆的移动，在力事件期间，控制致动器，以便对施加到有效载荷的力进行阻尼。
结合附图，由下面对实现本发明的最优方式的详细介绍，将会明了本公开的特征和优点。
附图说明
图1为经由电缆连接到有效载荷并具有阻尼控制系统的示例性船舶的原理图；
图2为图1的船舶中使用的示例性阻尼控制系统的原理图；
图3为示例性的基于绞盘(winch)的阻尼控制系统的原理图；
图4为示例性的基于滑轮(sheave)的阻尼控制系统的原理图；
图5示出了可用于补偿船舶和电缆移动的示例性信号流图；
图6示出了可由阻尼控制系统实现以补偿船舶和电缆移动的示例性过程的流程图；
图7示出了具有和不具有阻尼控制系统的示例性有效载荷位移的图表；
图8示出了具有和不具有阻尼控制系统的示例性电缆张力的图表。
具体实施方式
船舶可使用阻尼控制系统来补偿可能损坏有效载荷的力。对这种力的补偿可能导致增大的正常运行时间(uptime)，因此带来增大的生产率。阻尼控制系统可采用许多不同的形式，并包含多个和/或替代性的部件和设备。尽管附图中示出了具有阻尼控制系统的示例性船舶，附图所示的部件不是为了进行限制。实际上，可使用附加的或替代性的部件和/或实现方式。
图1示出了具有体105、有效载荷110、电缆115和控制系统120的示例性船舶100。船舶100可包含任何船只或被配置为漂浮在水体130表面上的其它结构。例如，船舶100可以为钻井船、船、离岸平台等。
船舶100的体105可包含任何数量的这样的结构：其被配置为允许船舶100漂浮在水130表面上，并支撑可在化石燃料勘探和/或生产过程中使用的设备，例如起重机(未示出)。在一示例性方法中，体105可包含船壳以及甲板或平台。由于体105漂浮在水130的表面上，体105容易受到浪高、风和其它天气条件影响。因此，体105可能随着波浪的运动而仰俯(pitch)、摇摆(roll)以及起伏。
有效载荷110可包含任何数量的这样的装置：其被配置为悬吊在水130中达某个时间段，和/或在例如化石燃料勘探期间与海床125交互。有效载荷110可包含钻井船，其被配置为单独或与例如升降器(riser)、钻管、外壳等一起穿入海床125。有效载荷110的一个以上的部件可经由井口(wellhead)与海床125交互。如图1所示，有效载荷110悬吊在水130中。然而，如下面讨论的，图3和4示出了有效载荷110被布置在海床125中的示例性方法。作为替代的是，有效载荷110可布置在海床125上。
电缆115可包含任何这样的装置：其被配置为将有效载荷110的一个或多于一个的部件连接到船舶100。电缆115可用于将有效载荷110从船舶100降低到海床125，以及将有效载荷110从海床125升高到船舶100。电缆115可具有任何这样的长度：其足以允许有效载荷110的一个或多于一个的部件到达并与海床125交互。体105的移动可使电缆115移动(例如摆动或振动)。如下面所讨论的，电缆115的移动可能通过改变电缆115的有效长度来衰减。用语“有效长度”可描述电缆115上的张力或可用松弛(slack)的量。因此，有效消耗可能涉及水130的表面之下的电缆115的长度，船舶100和有效载荷110之间的电缆115的长度，等等。有效长度可被调节，以便对电缆115的张力进行控制，并因此对电缆115的移动进行衰减。
控制系统120可包含任何数量的这样的装置：其被配置为识别并补偿力事件，以便例如防止对有效载荷110的损害。力事件可包括船舶100和/或电缆115的任何这样的移动：其可能损坏有效载荷110。术语“船舶的移动”可指船舶110的任何部件的移动，包括体105或支撑在体105上的部件的，该移动由于浪高、风或其它天气条件造成。尽管电缆115被示为船舶100的一部分，用语“电缆的移动”可指电缆115的可能损坏有效载荷110的任何移动。在识别出力事件时，控制系统120可被配置为控制电缆115的张力，以便对电缆115的移动进行实质性的衰减，因此，降低在力事件期间损坏有效载荷110的风险。
为了对力事件进行补偿，控制系统120可被配置为对例如浪高、包括布置在船舶100上的部件的船舶100的移动、电缆115的移动，控制系统120的部件的动态的任何组合进行建模。例如，给定水体130的特定坐标，基于例如谐波幅度、谐波频率、谐波相位、谐波波长、谐波方向、谐波分量指数、谐波分量数量，控制系统120可确定时间序列浪高。这样的波模型可提供船舶100在水130中的足够准确的的环境条件表示。
船舶100的模型——包括例如布置在船舶100上的起重机的部件——可至少部分地基于来自浪高的流体动力和船舶100自身移动的流体动力效应。为了确定流体动力，可通过将规则且正弦的波的线性响应与非线性负载合并来获得由于不规则的水130的移动导致的响应。流体动力可分为辐射负载和激励负载。力响应幅度算子(forceresponseamplitudeoperator)可用于发现力响应。船舶100的运动可使用二阶动态来计算，其考虑船舶100的可由环境条件和例如船舶100的体105的几何形状推定的参数。
电缆115可被建模为无质量无约束电缆115加上当量弹簧。电缆115的动态可由电缆115相对于基准点的长度以及等效弹簧因子来确定，基准点例如为起重机尖端或船舶100上的其它部件。
控制系统120的多种部件的动态可以以这样的方式建模：允许控制系统120对电缆115的移动进行衰减。电缆115的移动可由于例如船舶100由于浪高的移动而导致。因此，给定船舶100的由于浪高而造成的移动(例如起伏)，控制系统120的部件的模型可考虑例如控制系统120的部件与船舶100的部件——例如起重机尖端——之间的距离。模型可进一步考虑加速度、阻尼、重力等等。采用模型，控制系统120可产生一个或多于一个的这样的控制信号：其可用于对控制系统120的一个或多于一个的部件进行控制，其可作用在电缆115上，从而对电缆115的移动进行衰减，如下面进一步详细讨论的那样。
如下面详细讨论的，控制系统120可使用上面介绍的模型，补偿船舶100的移动和电缆115的移动，以便保护工作载荷110免于受到这种移动引起的损害。
图2示出了可由船舶100用于保护工作载荷119免受力事件期间的损坏的示例性控制系统120。控制系统120可包含第一传感器205、第二传感器210、致动器215、控制器220。
第一传感器205可包含任何这样的装置：其被配置为测量船舶100的移动。例如，第一传感器205可被配置为检测船舶100的移动，移动可能由一个或多于一个的波浪引起。因此，第一传感器205可包括一个或多于一个的陀螺仪。第一传感器205还可被配置为基于布置在船舶100上的任何部件——例如起重机——的移动来得出船舶100的移动。第一传感器105可被配置为产生表示船舶100的移动的第一信号。第一信号可表示相对于任何数量的自由度的运动。因此，第一信号可表示由于波浪、风或其它天气条件引起的船舶100的的仰俯、摇摆和起伏中的一个或多于一个。
第二传感器210可包含任何这样的装置：其被配置为测量电缆115的移动。例如，第二传感器210可被配置为测量电缆115大体上的或作为船舶100的体105的移动的结果的摆动或振动。在一种可能的方法中，第二传感器210可包含加速度计、压电传感器和/或振动传感器。第二传感器210可被配置为产生表示电缆215的移动的第二信号。
致动器215可包含任何这样的装置：其被配置为在具有例如电或液压能量时促进运动。例如，致动器215可被配置为接收控制信号，并根据控制信号移动。在一种可能的方法中，致动器215可包含电动机或绞盘(见图3)，其被配置为产生旋转运动。此示例性实施方式中的控制信号可控制致动器215的角位移。或者，致动器215可包含液压汽缸(见图4)，其被配置为提供平移运动并作用在另一装置上，另一装置例如为一个或多于一个的滑轮。平移运动量可由控制信号来命令，使得控制信号可控制致动器215的长度。当与如图4所示的两个滑轮一起使用时，下面，致动器215的长度可控制滑轮之间的距离。
致动器215可以直接或间接连接到电缆115，使得致动器215可作用在电缆115上。也就是说，致动器215的角位移或长度可用于改变电缆115的长度。在一种可能的方法中，当在一个方向旋转或平移时，致动器215可增大电缆115的有效长度，当在相反的方向上旋转或平移时，减小电缆115的有效长度。由于经由电缆115传送到有效载荷110的力可通过改变电缆115的长度来衰减，致动器215可用于对由于电缆115的移动引起的施加到有效载荷110的力进行阻尼，如下面所讨论的那样。
控制器220可包含任何这样的装置：其被配置为，至少部分地基于由第一传感器205、第二传感器210或二者产生的信号，识别力事件。来自第一传感器205和第二传感器210的信号代表船舶100和电缆115的移动，这种移动可导致能够损坏有效载荷110的力。控制器220可被配置为识别力事件，其作为在船舶100和/或电缆115移动期间导致的任何足够损坏有效载荷110的力。由于致动器215可直接或间接地作用在电缆115上以衰减电缆115的振动或移动，控制器220可进一步配置为在力事件期间以这样的方式控制致动器215：例如，实质上对施加到有效载荷110的力进行阻尼。在一种可能的方法中，控制器220可被配置为产生控制信号，该信号可用于命令致动器215到达特定的角位置或长度，如下面关于图3和4介绍的那样。
一般地，计算系统和/或装置——例如控制器220等——可使用多种计算机操作系统中的任何操作系统，并可包含计算机可执行指令，其中，指令可由一个或多于一个的计算装置执行，例如，上面所列的那些。计算机可执行指令可从使用多种编程语言和/或技术创建的计算机程序被编译或翻译，包括但不限于单独或作为组合的JavaTM、C、C++、VisualBasic、JavaScript、Perl等。一般地，处理器(例如微处理器)从例如存储器、计算机可读介质等接收指令，执行这些指令，由此执行一个或多于一个的过程，包括一个或多于一个的这里介绍的过程。这些指令以及其它数据可被存储并使用多种计算机可读介质传输。
计算机可读介质(也称为处理器可读介质)包括任何非暂时(例如有形的)介质，其参与提供可由计算机(例如由计算机的处理器)读取的数据(例如指令)。这样的介质可采用许多形式，包括但不限于非易失性介质和易失性介质。非易失性介质可包括例如光盘或磁盘以及其它永久性存储器。易失性介质可包括例如动态随机访问存储器(DRAM)，其可构成主存储器。这种指令可由一个或多于一个的传输介质传输，包括同轴电缆、铜线和光纤，包括导线，导线包括耦合到计算机处理器的系统总线。某些形式的计算机可读介质包括例如软盘、柔性盘、硬盘、磁带、任何其它磁介质、CD-ROM、DVD、任何其它光学介质、冲卡、纸带、具有孔的图案的任何其它物理介质、RAM、PROM、EPROM、闪速-EEPROM、任何其它的存储器片或盒式磁带或计算机可从中进行读取的任何其它介质。
图3示出了船舶100，其具有基于绞盘的控制系统，该系统可用于对力事件期间施加到有效载荷110的力进行实质上的阻尼。如图3所公开的，船舶100包含体105、电缆115、有效载荷110，如上面介绍的那样。船舶100可进一步包含第一滑轮305，其被布置在体105上，如所示出的，致动器215可借助绞盘310来实施。
第一滑轮305可包含任何装置，例如皮带轮(pulley)，其被配置为改变所施加的力的方向。例如，第一滑轮305可用于改变由电缆115施加或施加在电缆115上的力的方向。在一种可能的方法中，第一滑轮305可包含具有槽的轮，槽被配置为支撑电缆115。电缆115可在大体上竖直的方向上在船舶100和海床125之间延伸，电缆115可进一步以大体上水平(例如当没有浪高时)的方向相对于海床125延伸，以便连接到致动器215。因此，第一滑轮305可被配置为促进致动器215和有效载荷110之间的电缆115的方向改变。第一滑轮305可具有相对于船舶100的体105固定的轴线(例如静止)。因此，第一滑轮305可绕着该轴线旋转，但不能相对于绞盘310平移。
绞盘310可包含任何这样的装置：其被配置为旋转，以便改变电缆115的有效长度。例如，绞盘310可被配置为以第一方向315旋转，以便增大电缆115的长度，以及以第二方向320旋转，以便减小电缆115的有效长度。通过调节电缆115的有效长度，绞盘310可用于改变电缆115的张力。也就是说，绞盘310可被配置为接收来自控制器220的命令信号，绞盘310的位置(例如角位移)可基于该控制信号。
在运行中，基于例如来自第一传感器205的第一信号和来自第二传感器210的第二信号，控制器220可对绞盘310进行控制，以便改变电缆115的有效长度。当船舶100远离海床125起伏时，控制器220可使得绞盘310以第一方向315旋转，导致电缆115的有效长度的增大。当船舶100向着海床125起伏时，控制器220可使得绞盘310以第二方向320旋转，该方向减小电缆115的有效长度。通过产生表示绞盘310的特定角位移的控制信号，控制器220可控制绞盘310的旋转。
图4为示例性船舶100的原理图，其具有基于滑轮的控制系统，该系统可用于对力事件期间施加到有效载荷110的力进行实质性的阻尼。图4的船舶100包含体105、电缆115、有效载荷110、绞盘310、第一滑轮305，它们与上面介绍的大体相同。图4的船舶100进一步包含第二滑轮405，图4的致动器215被实现为例如布置在第一滑轮305和第二滑轮405之间的液压汽缸415。
第二滑轮405可包含任何这样的装置、例如皮带轮：其被配置为相对于第一滑轮305移动，以便改变电缆115的有效长度。例如，第二滑轮405可包含轮，其限定了被配置为支撑电缆115的槽。电缆115可被布置在第一滑轮305和第二滑轮405二者之上，第一滑轮305和第二滑轮405之间的距离410可确定电缆115的有效长度。
在运行中，基于例如来自第一传感器的第一信号和来自第二传感器210的第二信号，控制器220可对致动器215进行控制，以便增大或减小电缆115的有效长度。在一种可能的方法中，电缆115的有效长度可与第一滑轮305和第二滑轮405之间的距离有关。当船舶100远离海床125起伏时，控制器220可使得致动器215减小第一滑轮305和第二滑轮405之间的距离410，因此，增大电缆115的有效长度。当船舶100向着海床125起伏时，控制器220可使得致动器215增大第一滑轮305和第二滑轮405之间的距离410。第一滑轮305和第二滑轮405之间增大的距离410可减小电缆115的有效长度。经由将第一信号和第二信号表示的信息考虑在内的控制信号，控制器220可控制致动器215的长度。
图5示出了可由控制系统120用于补偿船舶100的移动和电缆115的移动的示例性信号流图500。
在方框505中，基于例如由浪高产生的力F1，第一传感器205可检测船舶100的移动。第一传感器205可产生第一信号，其代表船舶100的移动。在产生第一信号时，第一传感器205可考虑船舶100或船舶100的部件的物理特征，以便解释船舶100的移动。物理特征可包括可用于判断例如船舶100是否可响应于浪高或天气条件的任何特征。
在方框510中，基于例如施加到电缆115的力F2，第二传感器210可检测电缆115的移动。力F2可代表由于船舶100的移动引起的力，或在电缆115上的任何其它扰动。第二传感器210可被配置为，基于例如电缆115的移动产生第二信号。当产生第二信号时，第二传感器210可进一步考虑电缆115的物理特征，例如长度、厚度等。
在方框515中，基于在方框505中检测到的船舶100的运动，控制器220可使用第一信号得出或推定船舶100上的部件的运动。例如，控制器220可得出或推定布置在船舶100上的起重机的运动。尽管没有示出，起重机可用于将有效载荷110降低到海床125，以及在某些实例中，当有效载荷110到达海床125时，操作有效载荷110。因此，电缆115可连接到起重机，因此，船舶100的任何移动可经由起重机被传递到电缆115。基于船舶100的移动以及浪高所引起的流体动力，控制器220可确定起重机的移动。控制器220可产生并输出表示起重机的移动的第一输出信号。
在方框520中，控制器220可使用在方框515中产生的表示起重机的移动的第一输出信号以及操作者指令，以产生补偿船舶100的移动的总信号。操作者指令可代表由船舶100和/或起重机的操作者命令的船舶100、起重机或二者的移动。因此，在方框520中产生的总信号可用于控制致动器215，以补偿船舶100的移动和/或起重机的移动，无论是否由浪高、风或其它天气条件以及任何操作者指令导致。
在方框525中，控制器220可接收来自第二传感器210的第二信号，并使用第二信号来产生可用于实质上衰减电缆115的移动的第二输出信号。例如，控制器220可应用积分力反馈算法，其根据有效载荷110的质量、电缆115的质量以及浮力系数考虑例如电缆115的平均张力。在方框525中产生的第二输出信号可用于补偿由于例如船舶100引起的电缆115的移动或电缆115上的其它扰动。
在求和方框530中，在方框520中产生以补偿船舶100的移动的总信号和在方框525中产生以补偿电缆115的移动的第二输出信号可被合并，以产生控制信号，如上面所介绍的，控制信号可补偿船舶100的移动和电缆115的移动二者。
在方框535中，控制器220可使用来自致动器215的反馈来修改在方框530中产生的控制信号，以改进控制系统120的操作。给定浪高的情况下，船舶100、电缆115、有效载荷110的动态代表非线性系统。控制器220可实现滑动模式控制技术，以补偿这些动态。使用滑动模式控制技术，控制器220可预测船舶100、电缆115或二者的运动，并基于预测的运动产生修改的控制信号。
在方框540中，致动器215可接收在方框530中产生且在某些实例中在方框535中的修改的控制信号。致动器215可直接或间接地作用在电缆115上，如力F3所指示，从而如控制信号所命令的那样衰减电缆115的运动。如上面所讨论的，致动器215可包含绞盘310，其可基于由控制信号命令的角位移改变电缆115的有效长度。或者，致动器215可包含液压汽缸415，控制信号可命令致动器215通过改变第一滑轮305相对于第二滑轮405的距离来改变电缆115的有效长度。致动器215的实际位置——其可代表绞盘310的实际角位移或第一滑轮305与第二滑轮405之间的实际距离——可作为反馈被传送到方框535。
图6示出了示例性过程600，其可通过控制系统120实现，以便例如补偿船舶100和电缆115的移动，从而防止对有效载荷110的损坏。如上面所讨论的，船舶100的移动可能损坏有效载荷110，有效载荷110在操作中相对于海床125是静止的。由于电缆115将有效载荷110连接到船舶100，船舶100的任何运动可经由电缆115被传递到有效载荷110。因此，补偿船舶100和电缆115相对于海床125的移动可减小损坏有效载荷110的风险。
在方框605中，基于例如船舶100由于浪高、风或其它天气条件相对于海床125的仰俯、摇摆、起伏等，第一传感器205可检测船舶100的移动。第一传感器205可使用船舶100的移动来得出或推定布置在船舶100上的一个或多于一个的部件——例如起重机——的移动。第一传感器205可产生表示船舶100的移动的第一信号。
在方框610中，第二传感器210可检测电缆115相对于海床125的移动。电缆115的移动可能由于船舶100的移动或电缆115上的任何其它扰动的任何组合导致。船舶100的移动可通过布置在船舶100上的起重机传送到电缆115，因此导致电缆115振动。第二传感器210可产生表示电缆115的这种移动的第二信号。
在决策方框615中，控制器220可识别力事件。不是船舶100和/或电缆115的所有移动可对有效载荷110有害。因此，为了节省资源，控制器220可被配置为将这样的情况识别为力事件：船舶100和/或电缆115的移动可能损害有效载荷110。如果控制器220判断为力事件存在，过程600可在方框620处继续。然而，如果控制器220判断为船舶100和/或电缆的移动不足以损坏有效载荷110(例如不存在力事件)，过程600可返回到方框605。
在方框620中，控制器220可产生用于控制致动器215的控制信号，以便阻尼电缆115的移动。使用第一信号和第二信号，基于检测到的船舶100和电缆115的移动，控制信号可产生控制信号。另外，在产生控制信号时，控制器220可考虑例如来自致动器215的反馈以及上面参照图5等讨论的滑动模式技术。
在方框625中，控制器220可对电缆115的运动进行阻尼。例如，至少部分地基于检测到的船舶100和电缆115的移动，使用例如在方框620中产生的控制信号，控制器220可在力事件期间对致动器215进行控制，以便阻尼施加到有效载荷110的力。例如，致动器215可响应于接收到控制信号而旋转，从而改变电缆115的有效长度。基于控制信号所指示的角位移，控制信号可命令致动器215移动到特定位置。或者，致动器215可基于控制信号来改变例如第一滑轮305和第二滑轮405之间的距离410，从而改变电缆115的有效长度。另外，如上面所讨论的，控制器220可使用滑动模式技术预测船舶100、电缆115或二者的移动。因此，基于预测到的船舶100和/或电缆115的移动，控制信号可用于控制致动器215。
图7示出了具有、不具有控制系统120的有效载荷110的仿真位移图700。线705表示当仅仅补偿船舶100的运动时(例如不存在对电缆115的移动的补偿)有效载荷110的位移。如所示出的，与注入有效载荷110的其他扰动——例如海流——一起，船舶100在补偿后的残余移动通过电缆115传送到有效载荷110，使得有效载荷110振动。另一方面，线710代表使用上面介绍的控制系统120的有效载荷110的位移。如所示出的，控制系统120能够实质上衰减电缆115的移动，否则该移动可被传送到有效载荷110。
图8示出了具有以及不具有上面介绍的控制系统120的情况下的仿真电缆张力图800。线805代表作为船舶100的移动的结果施加到电缆115的张力。在没有应用到船舶100的补偿系统的情况下，电缆115必须被设计为在延长的时间段(例如有效载荷110与海床125交互作用的时间量)上持续宽广范围内的电缆115的张力。然而，线810示出了当补偿船舶100和电缆115的移动时施加到电缆115的张力。如所示出的，控制系统120能够阻尼电缆15的移动，因此，电缆115的张力减小。因此，电缆115并不对于延长的时间段持续过大的力。结果，较轻的电缆可用于将船舶100连接到有效载荷110。
尽管已经详细介绍了实现本发明的最优方式，本发明所属领域技术人员将会想到在所属权利要求的范围内实现本发明的多种替代性设计和实施方式。

Claims (13)

1.一种对施加到固定到船舶(100)的有效载荷(110)的力进行阻尼的系统(120)，其包含：
第一传感器(205)，其被配置为检测船舶(100)相对于有效载荷(110)的移动，并产生表示船舶(100)的移动的第一信号；
第二传感器(210)，其被配置为检测电缆(115)相对于有效载荷(110)的移动，并产生表示电缆(115)的移动的第二信号，其中电缆(115)的移动包括由船舶(100)的移动导致的电缆(115)的移动和电缆(115)的摆动和振动；
致动器(215)，其被配置为在力事件期间对施加到有效载荷(110)的力进行阻尼，其中，力事件至少部分地由于船舶(100)的移动和电缆(115)的移动引起；以及
控制器(220)，其被配置为至少部分地基于第一信号与第二信号识别力事件并且产生控制信号，且其中，控制器(220)被配置为在力事件期间基于控制信号对致动器(215)进行控制，以便对施加到有效载荷(110)的力进行实质性的阻尼；以及
其中至少部分地基于第一信号与第二信号产生控制信号包括：
经由控制器(220)至少部分地基于第一信号预测布置在船舶(100)上的至少一个部件的移动，并且产生表示至少一个部件的移动的第一输出信号；
经由控制器(220)基于第一输出信号和表示船舶(100)的所命令的移动的操作者的命令来产生总信号，该总信号表示对足以实质性地减弱船舶(100)关于有效载荷(110)的移动的电缆(115)的有效长度的调节；
经由控制器(220)至少部分地基于第二信号产生第二输出信号，该第二输出信号表示对足以实质性地减弱电缆(115)关于有效载荷(110)的移动的电缆(115)的有效长度的调节；以及
经由控制器(220)计算总信号和第二输出信号的总和，其中通过总信号和第二输出信号的总和限定控制信号，使得控制信号表示由于电缆(115)关于有效载荷(110)的移动和船舶(100)关于有效载荷(110)的移动，对足以实质性地对施加到有效载荷(110)的力进行阻尼的电缆(115)的有效长度的调节。
2.如权利要求1所述的系统(120)，其中，致动器(215)被配置为旋转，且其中，控制器(220)被配置为在力事件期间对致动器(215)的角位移进行控制。
3.如权利要求2所述的系统(120)，其中，致动器(215)包含绞盘(310)，其被配置为基于控制信号旋转并在力事件期间改变电缆(115)的有效长度。
4.如权利要求1所述的系统(120)，其中，致动器(215)被配置为在力事件期间改变第一滑轮(305)相对于第二滑轮(405)之间的距离(410)。
5.如权利要求4所述的系统(120)，其中，致动器(215)被配置为基于控制信号改变电缆(115)的有效长度使得致动器(215)基于控制信号增大第一滑轮(305)和第二滑轮(405)之间的距离(410)，以便减小电缆(115)的有效长度，以及基于控制信号减小第一滑轮(305)和第二滑轮(405)之间的距离(410)，以便增大电缆(115)的有效长度。
6.如权利要求1所述的系统(120)，其中，控制器(220)被进一步配置为修改控制信号并产生修改的控制信号，其中修改控制信号包括：
预测船舶(100)关于有效载荷(110)的移动和电缆(115)关于有效载荷(110)的移动中的至少一个；以及
至少部分地基于船舶(100)和电缆(115)中的至少一个的预测的移动在力事件期间对致动器(215)进行控制。
7.如权利要求6所述的系统(120)，其中，控制器(220)被配置为，至少部分地基于滑动模式控制技术，预测船舶(100)和电缆(115)中的至少一个的移动。
8.如权利要求1所述的系统(120)，其中，致动器(215)包含液压汽缸(415)。
9.一种对施加到固定到船舶(100)的有效载荷(110)的力进行阻尼的方法，该方法包含：
检测船舶(100)相对于有效载荷(110)的移动并采用第一传感器(205)产生表示船舶(100)的检测到的移动的第一信号；
检测电缆(115)相对于有效载荷(110)的移动并采用第二传感器(210)产生表示电缆(115)的检测到的移动的第二信号，其中电缆(115)的移动包括由船舶(100)的移动导致的电缆(115)的移动和电缆(115)的摆动和振动；
基于船舶(100)和电缆(215)的移动，识别力事件，其中，力事件导致力经由电缆(115)施加到有效载荷(110)；
使用控制器(220)至少部分地基于第一信号和第二信号产生控制信号，其中至少部分地基于第一信号和第二信号产生控制信号包括：
经由控制器(220)至少部分地基于第一信号预测布置在船舶(100)上的至少一个部件的移动，并且产生表示至少一个部件的移动的第一输出信号；
经由控制器(220)基于第一输出信号和表示船舶(100)的所命令的移动的操作者的命令来产生总信号，该总信号表示对足以实质性地减弱船舶(100)关于有效载荷(110)的移动的电缆(115)的有效长度的调节；
经由控制器(220)至少部分地基于第二信号产生第二输出信号，该第二输出信号表示对足以实质性地减弱电缆(115)关于有效载荷(110)的移动的电缆(115)的有效长度的调节；以及
经由控制器(220)计算总信号和第二输出信号的总和，其中通过总信号和第二输出信号的总和限定控制信号，使得控制信号表示由于电缆(115)关于有效载荷(110)的移动和船舶(100)关于有效载荷(110)的移动，对足以实质性地对施加到有效载荷(110)的力进行阻尼的电缆(115)的有效长度的调节；以及
在力事件期间采用控制器(220)基于控制信号控制致动器(215)，使得在力事件期间控制致动器(215)包括：
经由控制器(220)将控制信号发送到被配置为调节电缆(115)的有效长度的致动器(215)；以及
在力事件期间经由控制器(220)基于控制信号命令致动器(215)调节电缆(115)的有效长度以便由于电缆(115)关于有效载荷(110)的移动和船舶(100)关于有效载荷(110)的移动，因此对施加到有效载荷(110)的力进行阻尼。
10.如权利要求9所述的方法，其中，致动器(215)被配置为旋转，且其中，控制致动器(215)包含控制致动器(215)的角位移，以便在力事件期间基于控制信号改变电缆(115)的有效长度。
11.如权利要求9所述的方法，其中，在力事件期间控制致动器(215)包含：在力事件期间，基于控制信号控制致动器(115)，以便改变第一滑轮(305)和第二滑轮(405)之间的距离(410)，从而改变电缆(115)的有效长度。
12.如权利要求9所述的方法，进一步包括修改控制信号并产生修改的控制信号，其中修改控制信号进一步包含：
预测船舶(100)关于有效载荷(110)和电缆(115)关于有效载荷(110)中的至少一个的移动；以及
在力事件期间，至少部分地基于预测到的船舶(100)和电缆(115)的至少一个的移动，控制致动器(215)。
13.根据权利要求9的方法，其中，有效载荷(110)相对于海床(125)静止，其中，检测船舶(100)的移动和检测电缆(115)的移动中的至少一者包含检测相对于海床(125)的移动。
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