CN106444862A - 六自由度海浪补偿平台控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种六自由度海浪补偿平台控制方法及系统，通过测量、采集船舶的运动信息，控制系统根据船舶的运动信息输出相应的控制信号，以驱动补偿机构对海浪补偿平台进行补偿，以保证海浪补偿平台和风机平台之间的相对稳定，保证作业人员和设备的安全。
Description
技术领域
本发明涉及补偿控制技术领域，尤其涉及六自由度海浪补偿平台控制方法及系统。
背景技术
风力发电作为可再生能源发展战略的重要组成部分，一直备受关注。目前，潮间带、潮下带滩涂风场及近海风电场的桩基础通常采用固定式结构。由于海上风浪较大，船舶无法平稳地停靠作业平台，作业人员从船舶登上风机平台具有很大的风险，因此，需要一种海浪补偿平台将作业人员和设备从船舶安全运送至风机平台上。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种六自由度的海浪补偿平台的控制方法及控制系统。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种六自由度海浪补偿平台的控制方法，包括：
测量、采集船舶的运动信息，并发送至控制系统；
控制系统进行数据处理，输出控制信号；
将所述控制信号转换为驱动信号，驱动海浪补偿平台的补偿机构运动。
本发明还涉及一种六自由度海浪补偿平台控制系统，包括：
测量系统，用于测量船舶的运动信息；
采集系统，用于采集船舶的运动信息，并发送至控制系统；
控制系统，用于根据所述运动信息进行数据处理，输出控制信号；
驱动系统，用于根据所述控制信号驱动补偿机构运动。
本发明的有益效果在于：通过测量、采集船舶的运动信息，控制系统根据船舶的运动信息输出相应的控制信号，以驱动补偿机构对海浪补偿平台进行补偿，以保证海浪补偿平台和风机平台之间的相对稳定，保证作业人员和设备的安全。
附图说明
图1为本发明六自由度海浪补偿平台控制方法流程图；
图2为本发明六自由度海浪补偿平台系统框图；
图3为本发明实施例的驱动系统示意图；
标号说明：
1、测量系统；2、采集系统；3、控制系统；4、驱动系统。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于：控制系统根据船舶的运动情况输出相应的控制信号，并驱动补偿机构对海浪补偿平台进行补偿，可保证海浪补偿平台和风机平台之间的相对稳定。
请参照图1至图3，一种六自由度海浪补偿平台的控制方法，包括：
测量、采集船舶的运动信息，并发送至控制系统；
控制系统进行数据处理，输出控制信号；
将所述控制信号转换为驱动信号，驱动海浪补偿平台的补偿机构运动。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：通过测量、采集船舶的运动信息，控制系统根据船舶的运动信息输出相应的控制信号，以驱动补偿机构对海浪补偿平台进行补偿，以保证海浪补偿平台和风机平台之间的相对稳定，保证作业人员和设备的安全。
进一步的，当海浪补偿平台运行状态异常时，发出报警信息。
进一步的，还包括：测量、采集海浪补偿平台的运动信息，并发送至控制系统。
由上述描述可知，当发现平台运动状态异常时，可发出报警信息提醒。
一种六自由度海浪补偿平台的控制系统，包括：
测量系统，用于测量船舶的运动信息；
采集系统，用于采集船舶的运动信息，并发送至控制系统；
控制系统，用于根据所述运动信息进行数据处理，输出控制信号；
驱动系统，用于根据所述控制信号驱动补偿机构运动。
进一步的，还包括监测系统，所述监测系统用于监测海浪补偿平台的运行状态和发出报警信息。
进一步的，所述测量系统包括位移测量模块和加速度测量模块。
由上述描述可知，测量系统检测的是船舶的位移信息和加速度信息。
进一步的，所述测量系统为捷联式惯性测量系统。
进一步的，所述驱动系统为液压驱动系统。
进一步的，所述测量系统还用于测量海浪补偿平台的运动信息。
进一步的，所述采集系统还用于采集海浪补偿平台的运动信息。
实施例
请参照图1至图3，本发明的实施例一为：如图1所示，一种六自由度海浪补偿平台控制方法，包括如下内容：
测量、采集船舶的运动信息，并发送至控制系统。所述运动信息为船舶实时运动姿态的各项参数，运动姿态包括纵摇、横摇、艏摇和垂直升沉等六自由度方向上的运动，所述运动信息即船舶在六自由度方向上的加速度信息和位移信息。同时，还对海浪补偿平台的运动信息进行测量，并发送至控制系统。本实施例中，采集数据的频率较高，以保证实时性，并且采用低噪声信号采集技术，以保证其准确性，从而保证对海浪补偿平台控制的可靠性。
控制系统进行数据处理，输出控制信号。控制系统根据接收到的船舶运动数据和海浪补偿平台的运动参数，进行相应的运算和处理，得到海浪补偿平台的运动控制参数，然后将所述运动控制参数输出。
将所述控制信号转换为驱动信号，驱动海浪补偿平台的补偿机构运动。驱动系统驱动海浪补偿平台的补偿机构运动，以保证海浪补偿平台和风机平台之间的相对稳定。
本实施例中，还对海浪补偿平台的运行状态进行监测，当监测到海浪补偿平台运行异常时，发出报警信息，以提醒相关工作人员及时采取相应的措施。
本实施例中，还可以应用一数据采集卡，所述数据采集卡包括A/D端口和D/A端口，所述A/D端口用于将采集的运动信息传输至控制系统，所述D/A端口用于输出控制信号。
与上述的六自由度海浪补偿平台控制方法相对应，如图2所示，本实施例还涉及一种六自由度海浪补偿平台控制系统，包括：
测量系统1，用于测量船舶的运动信息。所述测量系统1采用捷联式惯性测量系统，包括加速度测量模块和位移测量模块，所述加速度测量模块用于测量船舶六自由度方向上的加速度，所述位移测量模块用于测量船舶在各个方向的位移。测量系统1通过多传感器余度配置进行船舶运动姿态的测量，当其中某个传感器出现故障时，不会影响整个测量系统1的正常工作。所述加速度测量模块主要包括加速度传感器，所述加速度传感器设有内装IC压电加速度传感器和动圈往复式超低频测振仪；所述位移测量模块主要包括位移传感器，所述位移传感器采用超精密导电塑料位移传感器，测量数据可靠、精度高。另外，在驱动系统4的伺服油缸上也设有位移传感器，用于测量伺服油缸的位移信号。
采集系统2，用于采集船舶的运动信息，并发送至控制系统3。采集系统2将测量得到的船舶运动信息以及海浪补偿平台的伺服油缸的位移信息进行采集并发送至控制系统3，可通过一数据采集卡传输到控制系统3的计算机。
控制系统3，用于根据所述运动信息进行数据处理，输出控制信号。控制系统3的计算机将船舶运动参数和海浪补偿平台的伺服油缸的运动参数进行比较和解算，得到海浪补偿平台的运动控制参数，所述运动控制参数可通过一数据采集卡输出。
驱动系统4，用于根据所述控制信号驱动海浪补偿平台的补偿机构运动。如图3所示，本实施例中，所述驱动系统4为液压驱动系统，包括控制器、驱动器、伺服油缸和伺服阀，当控制器接收到控制信号后，将控制信号转换为驱动信号，然后驱动器驱动伺服阀，推动伺服油缸运动，实现平台的海浪补偿。本实施例中，采用六台伺服油缸构成六条伺服回路，六条伺服回路之间相互独立并同步协调，以分别控制海浪补偿平台在六自由度方向上的补偿运动。
监测系统，所述监测系统用于监测海浪补偿平台的运行状态和发出报警信息。通过监测系统可知晓海浪补偿平台的运行状态是否异常，若出现异常则发出报警信息，提醒相关工作人员，相关工作人员可根据情况手动向控制系统输入控制指令。
综上所述，本发明提供的一种六自由度海浪补偿平台控制方法及系统，通过测量、采集船舶的运动信息，控制系统根据船舶的运动信息输出相应的控制信号，以驱动补偿机构对海浪补偿平台进行补偿，以保证海浪补偿平台和风机平台之间的相对稳定，保证作业人员和设备的安全；对船舶运动数据进行高频率采集，以保证实时性，并且采用低噪声信号采集技术，以保证其准确性，从而保证对海浪补偿平台控制的可靠性。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种六自由度海浪补偿平台的控制方法，其特征在于，包括：
测量、采集船舶的运动信息，并发送至控制系统；
控制系统进行数据处理，输出控制信号；
将所述控制信号转换为驱动信号，驱动海浪补偿平台的补偿机构运动。
2.根据权利要求1所述的六自由度海浪补偿平台的控制方法，其特征在于，当海浪补偿平台运行状态异常时，发出报警信息。
3.根据权利要求1或2所述的六自由度海浪补偿平台的控制方法，其特征在于，还包括：测量、采集海浪补偿平台的运动信息，并发送至控制系统。
4.一种六自由度海浪补偿平台的控制系统，其特征在于，包括：
测量系统，用于测量船舶的运动信息；
采集系统，用于采集船舶的运动信息，并发送至控制系统；
控制系统，用于根据所述运动信息进行数据处理，输出控制信号；
驱动系统，用于根据所述控制信号驱动海浪补偿平台的补偿机构运动。
5.根据权利要求4所述的六自由度海浪补偿平台的控制系统，其特征在于，还包括监测系统，所述监测系统用于监测海浪补偿平台的运行状态和发出报警信息。
6.根据权利要求5所述的六自由度海浪补偿平台的控制系统，其特征在于，所述测量系统包括位移测量模块和加速度测量模块。
7.根据权利要求6所述的六自由度海浪补偿平台的控制系统，其特征在于，所述测量系统为捷联式惯性测量系统。
8.根据权利要求4-7任一项所述的六自由度海浪补偿平台的控制系统，其特征在于，所述驱动系统为液压驱动系统。
9.根据权利要求4所述的六自由度海浪补偿平台的控制系统，其特征在于，所述测量系统还用于测量海浪补偿平台的运动信息。
10.根据权利要求9所述的六自由度海浪补偿平台的控制系统，其特征在于，所述采集系统还用于采集海浪补偿平台的运动信息。
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