CN108983803A - 浅海移动式平台的自动调平系统及调平方法 - Google Patents

浅海移动式平台的自动调平系统及调平方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108983803A
CN108983803A CN201810937155.6A CN201810937155A CN108983803A CN 108983803 A CN108983803 A CN 108983803A CN 201810937155 A CN201810937155 A CN 201810937155A CN 108983803 A CN108983803 A CN 108983803A
Authority
CN
China
Prior art keywords
height
platform
supporting leg
control system
posture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810937155.6A
Other languages
English (en)
Inventor
高英杰
常飞翔
翟畅
张国泰
朱士琦
张苏远
崔彭博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yanshan University
Original Assignee
Yanshan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yanshan University filed Critical Yanshan University
Priority to CN201810937155.6A priority Critical patent/CN108983803A/zh
Publication of CN108983803A publication Critical patent/CN108983803A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/08—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B17/00—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/04—Control of altitude or depth
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B17/00—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
    • E02B2017/0056—Platforms with supporting legs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Underground Or Underwater Handling Of Building Materials (AREA)

Abstract

浅海移动式平台的自动调平系统，主要包括拉线编码器测距系统、主控制系统、倾角仪测角度系统，悬挂支腿控制系统、显示和警示系统。本发明应用于新型浅海移动式平台的自动调平系统，解决了浅海移动式平台在海底工况静止及行走时始终保持工作平台的水平的问题，其结构简单、控制性能好，并且具有较高的精度和响应性能。

Description

浅海移动式平台的自动调平系统及调平方法
技术领域
本发明属于海洋机械领域，特别涉及浅海移动式平台在静止及行走时的自动调平系统。
背景技术
传统上的海洋移动式平台对于特定的海洋环境都发挥着其独特的优越性，但是针对于某海域海底的高差不大，相邻10-20米范围内，高差不超过1米，水深0-10m，有天然形成的石头和坑。平台在此海域工作的周期短，移动距离相对短，移动次数较多，传统上的海洋移动式平台的优越性得不到有效的发挥，急需开发一种新型的浅海移动式工作平台去填补海洋平台在这方面的空缺。
为此针对移动式平台大多不能自行走，需要其他设备的辅助才能完成移动的问题。此新型工作平台需要克服了这一缺点，在不需要其他辅助设备便可进行移动，从而能大大节约人力、物力和财力，实现真正意义上的海上移动自行走式平台，解决自行走问题的同时又带来了新的问题，即在静止及行走的过程中，工作平台怎么去保持水平，需要什么样的控制方式能让工作平台保持水平的效果最好成为开发一种新型浅海移动式工作平台的关键所在。
发明内容
为了克服浅海移动式平台在静止及行走时工作平台始终保持水平及稳定的难题，本发明提供一种浅海移动式平台的自动调平系统，利用安装的倾角仪，拉线编码器及相应的液压系统来控制四个悬挂支腿里面液压缸的动作以实现工作平台的水平及稳定，以实现浅海移动式平台在行走及静止保持的目的。该发明工作平稳、安全可靠、调平质量好、控制性能好，并且具有较高的精度和响应性能。
其中，浅海移动式平台的自动调平系统，包括拉线编码器测距系统、主控制系统、倾角仪测角度系统，悬挂支腿控制系统、显示和警示系统。
拉线编码器测距系统，主要由一个拉线编码器组成，安装在某个悬挂支腿上。它的作用是测量悬挂支腿里油缸伸缩的距离，并将测得的数据发送到主控制系统。
倾角仪测角度系统，主要是由一个倾角仪组成，安装在工作平台的几何中心。它的作用是主要测量工作平台的俯仰倾角及侧倾角，并将测得的数据发送到主控制系统。
主控制系统，它的作用是将接收地数据进行分析比较，判断四个悬挂支腿需要移动多少距离能让工作平台保持水平，并发出信号到悬挂支腿控制系统和显示和警示系统。
悬挂支腿控制系统、显示和警示系统，主要执行主控制系统发出的信号。
本发明的工作原理：由于浅海移动式平台的安全性及平稳性，要求浅海移动式平台静止及行驶过程中能实现工作平台的自动调平系统，旨在保证浅海移动式平台通过一定水深的海域时工作平台始终与海面保持一定的安全距离，使浅海移动式平台顺利通过海域。自动调平控制系统的要求如下：
(1)通过海域时，工作平台与海面保持距离为HC0；
(2)工作平台偏离角度最大范围+/-0.8°；
(3)工作平台能在静止及行驶时实现自动调平；
利用安装于平台几何中心的倾角仪和平台高度检测传感器检测海洋平台的姿态及高度，通过主控制系统对控制悬挂支腿高度的控制阀进行发送信号，分别进行4个支腿依据平台的姿态和高度进行调整，以实现海洋平台静止及行走时适应海底工况的自动调平控制。
浅海移动式平台的自动调平方法，步骤如下：
步骤一、初始高度设定：主令高度以给定指令为主设定值，支腿A以拉线编码器所测高度为反馈值进行跟踪，其余各支腿以支腿A所测高度为参考值，依据水平仪角度值(α，β)、结构参数、支腿压力进行自动调整。
1、初始参考值设定：(假设平台初始处于最低位置)
(1)依据水平仪角度值(α，β)、结构参数进行自动调平。
①设当前平台几何中心的高度为Hc，4个支腿的高度分别为：
式中，L1、L2分别指的是平台的长和宽，Α和β为水平仪角度值。
求出H1,H2,H3,H4的最大值HMAX,令主令高度为HMAX+100(mm),各支腿控制系统自动进行高度调整和自动调平。
②当第一支腿的初始高度为最高时，则新调平位置的平台几何中心的高度HC0为：
HC0＝H1+100＝HMAX+100；H1＝HMAX
H2＝H1-L2sinα；H3＝H1-L1sinβ；H4＝H1-L2sinα-L1sinβ
式中，L1、L2分别指的是平台的长和宽，Α和β为水平仪角度值。
③当第二支腿的初始高度为最高时，则新调平位置的平台几何中心的高度HC0为：
HC0＝H2+100＝HMAX+100；H1＝HMAX+L2sinα
H2＝H1-L2sinα；H3＝H1-L1sinβ；H4＝H1-L2sinα-L1sinβ
式中，L1、L2分别指的是平台的长和宽，Α和β为水平仪角度值。
④当第三支腿的初始高度为最高时，则新调平位置的平台几何中心的高度HC0为：
HC0＝H3+100＝HMAX+100；H1＝HMAX-L1sinβ
H2＝H1-L2sinα；H3＝H1-L1sinβ；H4＝H1-L2sinα-L1sinβ
式中，L1、L2分别指的是平台的长和宽，Α和β为水平仪角度值。
⑤当第四支腿的初始高度为最高时，则新调平位置的平台几何中心的高度HC0为：
HC0＝H4+100＝HMAX+100；H1＝HMAX-L2sinα-L1sinβ
H2＝H1-L2sinα；H3＝H1-L1sinβ；H4＝H1-L2sinα-L1sinβ
式中，L1、L2分别指的是平台的长和宽，Α和β为水平仪角度值。
(2)当高度上升100mm后，停止。观测平台的实际水平状态，并与水平仪角度值(α，β)进行比较。此时水平仪角度值(α，β)应为0。
(3)若平台的实际水平状态与水平仪角度值一致，记录当前支腿A的高度H1，计算平台几何中心点的高度HC0。同时记录各支腿的控制压力(P10,P20,P30,P40)。
步骤二、高度设定：
(1)继续调整平台高度至期望高度：给定一个期望高度，支腿A以拉线编码器所测高度为反馈值进行跟踪，其余各支腿以支腿A所测高度为参考值，依据水平仪角度值(α，β)、结构参数、支腿压力进行自动调整。
H2＝H1-L2sinα；H3＝H1-L1sinβ；H4＝H1-L2sinα-L1sinβ
式中，H2、H3、H4分别为支腿的高度，L1、L2分别指的是平台的长和宽，Α和β为水平仪角度值。
(2)观测平台的实际水平状态与水平仪角度值一致，并记录当前支腿A的高度H10，计算平台几何中心点的高度HC0。同时记录各支腿的控制压力(P10,P20,P30,P40)。
步骤三、行进时高度保持：
行进时，需要保证平台中心的高度HC和姿态(α＝0，β＝0)同时保持恒定，而各支腿需要适应海底工况进行实时自动调节，以保证平台中心的高度HC0保持恒定。平台中心的高度HC由平台高度检测传感器设定，可利用加速度传感器/激光扫平仪/GPS检测高度。
步骤四、行进时自动调平：
行进时，需要保证平台中心的高度和姿态HC0(α＝0，β＝0)同时保持恒定，而各支腿需要适应海底工况依据平台中心的高度HC、姿态角(α，β)、结构参数、支腿压力进行实时自动调节，在保证平台中心高度HC0恒定的同时，保证平台的姿态保持水平状态。
式中，H2、H3、H4分别为支腿的高度，L1、L2分别指的是平台的长和宽，Α和β为水平仪角度值。
步骤五、静止时的自动调平：
静止时，系统处于工作状态，也需要保持平台中心的高度HC0和姿态(α＝0，β＝0)同时保持恒定。由于此时平台不移动，所以保持姿态及高度的方法有两种：
(1)静态保持：仅利用锁紧装置(平衡阀、锁紧缸)进行姿态保持。
(2)动态保持：利用锁紧装置(平衡阀、锁紧缸)进行姿态保持，并实时监控平台的姿态。当其姿态发生变化时，实时进行调节。
由于平台运行的安全性问题，要求自行走海洋平台可实现自动调平与高度保持，旨在保证设备的安全运行。自动调平控制系统的要求如下：
1.行进时，行驶速度<2km/h；
2.平台中心高度与设定值的误差最大范围小于±50mm；
3.姿态角小于±0.8°。
姿态及高度控制系统采用阀控油缸来调节支腿的高度，利用安装于平台几何中心的水平仪和支腿高度检测传感器检测海洋平台的姿态及高度，通过中央控制器对控制支腿高度的控制阀个支腿分别依据平台的姿态和高度进行高度调整，以实现海洋平台行走时适应海底工况的自动调平控制。
(1)当平台高度HC与HC0偏离小于±30mm、姿态角θ小于+/-0.3°时，不进行调整。
(2)当平台高度HC与HC0偏离大于±30mm、姿态角θ大于+/-0.3°时，进行姿态与高度的自动调整。
(3)当平台高度HC与HC0偏离大于±50mm、姿态角θ大于+/-0.5°时，进行姿态与高度的自动调整，并发出警示信号。
(4)当平台高度HC与HC0偏离大于±80mm、姿态角θ大于+/-0.8°时，平台自动停止，并发出报警信号。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
应用于新型浅海移动式平台的自动调平系统，解决了浅海移动式平台在海底工况静止及行走时始终保持工作平台的水平的问题，其结构简单、控制性能好，并且具有较高的精度和响应性能。
附图说明
图1为本发明系统结构简图；
图2为本发明自动调平原理图；
图3为本发明工况图；
图中：1-倾角仪、2-悬挂支腿、3-工作平台。
具体实施方式
在图1和图2及图3所示的系统结构和安装示意图中，浅海移动式平台的自动调平系统，包括拉线编码器测距系统、主控制系统、倾角仪测角度系统，悬挂支腿控制系统、显示和警示系统。
拉线编码器测距系统，主要由一个拉线编码器组成，安装在某个悬挂支腿2上。它的作用是测量悬挂支腿里油缸伸缩的距离，并将测得的数据发送到主控制系统。
倾角仪测角度系统，主要是由一个倾角仪1组成，安装在工作平台3的几何中心。它的作用是主要测量工作平台的俯仰倾角及侧倾角，并将测得的数据发送到主控制系统。
主控制系统，它的作用是将接收地数据进行分析比较，判断四个悬挂支腿需要移动多少距离能让工作平台保持水平，并发出信号到悬挂支腿控制系统和显示和警示系统。
悬挂支腿控制系统、显示和警示系统，主要执行主控制系统发出的信号。
本发明的工作原理：针对浅海移动式平台的安全性及平稳性问题，要求浅海移动式平台静止及行驶过程中能实现工作平台的自动调平系统，旨在保证浅海移动式平台通过一定水深的海域时工作平台始终与海面保持一定的安全距离，使浅海移动式平台顺利通过海域。自动调平控制系统的要求如下：
(1)通过海域时，工作平台与海面保持距离为HC0；
(2)工作平台偏离角度最大范围+/-0.8°；
(3)工作平台能在静止及行驶时实现自动调平；
利用安装于平台几何中心的倾角仪和平台高度检测传感器检测海洋平台的姿态及高度，通过主控制系统对控制悬挂支腿高度的控制阀进行发送信号，分别进行4个支腿依据平台的姿态和高度进行调整，以实现海洋平台静止及行走时适应海底工况的自动调平控制。
浅海移动式平台的自动调平方法，步骤如下：
步骤一、初始高度设定：主令高度以给定指令为主设定值，支腿A以拉线编码器所测高度为反馈值进行跟踪，其余各支腿以支腿A所测高度为参考值，依据水平仪角度值(α，β)、结构参数、支腿压力进行自动调整。
1、初始参考值设定：(假设平台初始处于最低位置)
(1)依据水平仪角度值(α，β)、结构参数进行自动调平。
①设当前平台几何中心的高度为Hc，4个支腿的高度分别为：
式中，L1、L2分别指的是平台的长和宽，Α和β为水平仪角度值。
求出H1,H2,H3,H4的最大值HMAX,令主令高度为HMAX+100(mm),各支腿控制系统自动进行高度调整和自动调平。
②当第一支腿的初始高度为最高时，则新调平位置的平台几何中心的高度HC0为：
HC0＝H1+100＝HMAX+100；H1＝HMAX
H2＝H1-L2sinα；H3＝H1-L1sinβ；H4＝H1-L2sinα-L1sinβ
式中，L1、L2分别指的是平台的长和宽，Α和β为水平仪角度值。
③当第二支腿的初始高度为最高时，则新调平位置的平台几何中心的高度HC0为：
HC0＝H2+100＝HMAX+100；H1＝HMAX+L2sinα
H2＝H1-L2sinα；H3＝H1-L1sinβ；H4＝H1-L2sinα-L1sinβ
式中，L1、L2分别指的是平台的长和宽，Α和β为水平仪角度值。
④当第三支腿的初始高度为最高时，则新调平位置的平台几何中心的高度HC0为：
HC0＝H3+100＝HMAX+100；H1＝HMAX-L1sinβ
H2＝H1-L2sinα；H3＝H1-L1sinβ；H4＝H1-L2sinα-L1sinβ
式中，L1、L2分别指的是平台的长和宽，Α和β为水平仪角度值。
⑤当第四支腿的初始高度为最高时，则新调平位置的平台几何中心的高度HC0为：
HC0＝H4+100＝HMAX+100；H1＝HMAX-L2sinα-L1sinβ
H2＝H1-L2sinα；H3＝H1-L1sinβ；H4＝H1-L2sinα-L1sinβ
式中，L1、L2分别指的是平台的长和宽，Α和β为水平仪角度值。
(2)当高度上升100mm后，停止。观测平台的实际水平状态，并与水平仪角度值(α，β)进行比较。此时水平仪角度值(α，β)应为0。
(3)若平台的实际水平状态与水平仪角度值一致，记录当前支腿A的高度H1，计算平台几何中心点的高度HC0。同时记录各支腿的控制压力(P10,P20,P30,P40)。
步骤二、高度设定：
(1)继续调整平台高度至期望高度：给定一个期望高度，支腿A以拉线编码器所测高度为反馈值进行跟踪，其余各支腿以支腿A所测高度为参考值，依据水平仪角度值(α，β)、结构参数、支腿压力进行自动调整。
H2＝H1-L2sinα；H3＝H1-L1sinβ；H4＝H1-L2sinα-L1sinβ
式中，H2、H3、H4分别为支腿的高度，L1、L2分别指的是平台的长和宽，Α和β为水平仪角度值。
(2)观测平台的实际水平状态与水平仪角度值一致，并记录当前支腿A的高度H10，计算平台几何中心点的高度HC0。同时记录各支腿的控制压力(P10,P20,P30,P40)。
步骤三、行进时高度保持：
行进时，需要保证平台中心的高度HC和姿态(α＝0，β＝0)同时保持恒定，而各支腿需要适应海底工况进行实时自动调节，以保证平台中心的高度HC0保持恒定。平台中心的高度HC由平台高度检测传感器设定，可利用加速度传感器/激光扫平仪/GPS检测高度。
步骤四、行进时自动调平：
行进时，需要保证平台中心的高度和姿态HC0(α＝0，β＝0)同时保持恒定，而各支腿需要适应海底工况依据平台中心的高度HC、姿态角(α，β)、结构参数、支腿压力进行实时自动调节，在保证平台中心高度HC0恒定的同时，保证平台的姿态保持水平状态。
式中，H2、H3、H4分别为支腿的高度，L1、L2分别指的是平台的长和宽，Α和β为水平仪角度值。
步骤五、静止时的自动调平：
静止时，系统处于工作状态，也需要保持平台中心的高度HC0和姿态(α＝0，β＝0)同时保持恒定。由于此时平台不移动，所以保持姿态及高度的方法有两种：
(1)静态保持：仅利用锁紧装置(平衡阀、锁紧缸)进行姿态保持。
(2)动态保持：利用锁紧装置(平衡阀、锁紧缸)进行姿态保持，并实时监控平台的姿态。当其姿态发生变化时，实时进行调节。
由于平台运行的安全性问题，要求自行走海洋平台可实现自动调平与高度保持，旨在保证设备的安全运行。自动调平控制系统的要求如下：
1.行进时，行驶速度<2km/h；
2.平台中心高度与设定值的误差最大范围小于±50mm；
3.姿态角小于±0.8°。
姿态及高度控制系统采用阀控油缸来调节支腿的高度，利用安装于平台几何中心的水平仪和支腿高度检测传感器检测海洋平台的姿态及高度，通过中央控制器对控制支腿高度的控制阀个支腿分别依据平台的姿态和高度进行高度调整，以实现海洋平台行走时适应海底工况的自动调平控制。
(1)当平台高度HC与HC0偏离小于±30mm、姿态角θ小于+/-0.3°时，不进行调整。
(2)当平台高度HC与HC0偏离大于±30mm、姿态角θ大于+/-0.3°时，进行姿态与高度的自动调整。
(3)当平台高度HC与HC0偏离大于±50mm、姿态角θ大于+/-0.5°时，进行姿态与高度的自动调整，并发出警示信号。
(4)当平台高度HC与HC0偏离大于±80mm、姿态角θ大于+/-0.8°时，平台自动停止，并发出报警信号。

Claims (2)

1.浅海移动式平台的自动调平系统，主要包括拉线编码器测距系统、主控制系统、倾角仪测角度系统，悬挂支腿控制系统、显示和警示系统，其特征在于：拉线编码器测距系统，主要由一个拉线编码器组成，安装在某个悬挂支腿上，它的作用是测量悬挂支腿里油缸伸缩的距离，并将测得的数据发送到主控制系统，倾角仪测角度系统，主要是由一个倾角仪组成，安装在工作平台的几何中心，它的作用是主要测量工作平台的俯仰倾角及侧倾角，并将测得的数据发送到主控制系统，主控制系统，它的作用是将接收地数据进行分析比较，判断四个悬挂支腿需要移动多少距离能让工作平台保持水平，并发出信号到悬挂支腿控制系统和显示和警示系统，悬挂支腿控制系统、显示和警示系统，主要执行主控制系统发出的信号。
2.根据权利要求1所述的浅海移动式平台的自动调平系统，其特征在于：浅海移动式平台的自动调平方法，步骤如下：
步骤一、初始高度设定：主令高度以给定指令为主设定值，支腿A以拉线编码器所测高度为反馈值进行跟踪，其余各支腿以支腿A所测高度为参考值，依据水平仪角度值(α，β)、结构参数、支腿压力进行自动调整；
1、初始参考值设定：(假设平台初始处于最低位置)
(1)依据水平仪角度值(α，β)、结构参数进行自动调平；
①设当前平台几何中心的高度为Hc，4个支腿的高度分别为：
式中，L1、L2分别指的是平台的长和宽，Α和β为水平仪角度值，求出H1,H2,H3,H4的最大值HMAX,令主令高度为HMAX+100(mm),各支腿控制系统自动进行高度调整和自动调平；
②当第一支腿的初始高度为最高时，则新调平位置的平台几何中心的高度HC0为：
HC0＝H1+100＝HMAX+100；H1＝HMAX
H2＝H1-L2sinα；H3＝H1-L1sinβ；H4＝H1-L2sinα-L1sinβ
式中，L1、L2分别指的是平台的长和宽，Α和β为水平仪角度值；
③当第二支腿的初始高度为最高时，则新调平位置的平台几何中心的高度HC0为：
HC0＝H2+100＝HMAX+100；H1＝HMAX+L2sinα
H2＝H1-L2sinα；H3＝H1-L1sinβ；H4＝H1-L2sinα-L1sinβ
式中，L1、L2分别指的是平台的长和宽，Α和β为水平仪角度值；
④当第三支腿的初始高度为最高时，则新调平位置的平台几何中心的高度HC0为：
HC0＝H3+100＝HMAX+100；H1＝HMAX-L1sinβ
H2＝H1-L2sinα；H3＝H1-L1sinβ；H4＝H1-L2sinα-L1sinβ
式中，L1、L2分别指的是平台的长和宽，Α和β为水平仪角度值；
⑤当第四支腿的初始高度为最高时，则新调平位置的平台几何中心的高度HC0为：
HC0＝H4+100＝HMAX+100；H1＝HMAX-L2sinα-L1sinβ
H2＝H1-L2sinα；H3＝H1-L1sinβ；H4＝H1-L2sinα-L1sinβ
式中，L1、L2分别指的是平台的长和宽，Α和β为水平仪角度值；
(2)当高度上升100mm后，停止，观测平台的实际水平状态，并与水平仪角度值(α，β)进行比较，此时水平仪角度值(α，β)应为0；
(3)若平台的实际水平状态与水平仪角度值一致，记录当前支腿A的高度H1，计算平台几何中心点的高度HC0，同时记录各支腿的控制压力(P10,P20,P30,P40)；
步骤二、高度设定：
(1)继续调整平台高度至期望高度：给定一个期望高度，支腿A以拉线编码器所测高度为反馈值进行跟踪，其余各支腿以支腿A所测高度为参考值，依据水平仪角度值(α，β)、结构参数、支腿压力进行自动调整；
H2＝H1-L2sinα；H3＝H1-L1sinβ；H4＝H1-L2sinα-L1sinβ
式中，H2、H3、H4分别为支腿的高度，L1、L2分别指的是平台的长和宽，Α和β为水平仪角度值；
(2)观测平台的实际水平状态与水平仪角度值一致，并记录当前支腿A的高度H10，计算平台几何中心点的高度HC0，同时记录各支腿的控制压力(P10,P20,P30,P40)；
步骤三、行进时高度保持：
行进时，需要保证平台中心的高度HC和姿态(α＝0，β＝0)同时保持恒定，而各支腿需要适应海底工况进行实时自动调节，以保证平台中心的高度HC0保持恒定，平台中心的高度HC由平台高度检测传感器设定，可利用加速度传感器/激光扫平仪/GPS检测高度；
步骤四、行进时自动调平：
行进时，需要保证平台中心的高度和姿态HC0(α＝0，β＝0)同时保持恒定，而各支腿需要适应海底工况依据平台中心的高度HC、姿态角(α，β)、结构参数、支腿压力进行实时自动调节，在保证平台中心高度HC0恒定的同时，保证平台的姿态保持水平状态；
式中，H2、H3、H4分别为支腿的高度，L1、L2分别指的是平台的长和宽，Α和β为水平仪角度值；
步骤五、静止时的自动调平：
静止时，系统处于工作状态，也需要保持平台中心的高度HC0和姿态(α＝0，β＝0)同时保持恒定，由于此时平台不移动，所以保持姿态及高度的方法有两种：
(1)静态保持：仅利用锁紧装置(平衡阀、锁紧缸)进行姿态保持，
(2)动态保持：利用锁紧装置(平衡阀、锁紧缸)进行姿态保持，并实时监控平台的姿态，当其姿态发生变化时，实时进行调节，
由于平台运行的安全性问题，要求自行走海洋平台可实现自动调平与高度保持，旨在保证设备的安全运行，自动调平控制系统的要求如下：
1.行进时，行驶速度<2km/h；
2.平台中心高度与设定值的误差最大范围小于±50mm；
3.姿态角小于±0.8°；
姿态及高度控制系统采用阀控油缸来调节支腿的高度，利用安装于平台几何中心的水平仪和支腿高度检测传感器检测海洋平台的姿态及高度，通过中央控制器对控制支腿高度的控制阀个支腿分别依据平台的姿态和高度进行高度调整，以实现海洋平台行走时适应海底工况的自动调平控制；
(1)当平台高度HC与HC0偏离小于±30mm、姿态角θ小于+/-0.3°时，不进行调整；
(2)当平台高度HC与HC0偏离大于±30mm、姿态角θ大于+/-0.3°时，进行姿态与高度的自动调整；
(3)当平台高度HC与HC0偏离大于±50mm、姿态角θ大于+/-0.5°时，进行姿态与高度的自动调整，并发出警示信号；
(4)当平台高度HC与HC0偏离大于±80mm、姿态角θ大于+/-0.8°时，平台自动停止，并发出报警信号。
CN201810937155.6A 2018-08-16 2018-08-16 浅海移动式平台的自动调平系统及调平方法 Pending CN108983803A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810937155.6A CN108983803A (zh) 2018-08-16 2018-08-16 浅海移动式平台的自动调平系统及调平方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810937155.6A CN108983803A (zh) 2018-08-16 2018-08-16 浅海移动式平台的自动调平系统及调平方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108983803A true CN108983803A (zh) 2018-12-11

Family

ID=64554068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810937155.6A Pending CN108983803A (zh) 2018-08-16 2018-08-16 浅海移动式平台的自动调平系统及调平方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108983803A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109849805A (zh) * 2019-02-27 2019-06-07 中国矿业大学 一种矿用巡检机器人摄像头平衡装置
CN111792588A (zh) * 2020-07-07 2020-10-20 中达通信息科技有限公司 一种机械设备的可调节式操作平台
CN112477823A (zh) * 2020-12-11 2021-03-12 西安电子工程研究所 一种并行调平方法
CN112527024A (zh) * 2020-11-20 2021-03-19 湖北航天技术研究院总体设计所 一种平台调直系统及其调直方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201343138Y (zh) * 2009-02-17 2009-11-11 长沙矿山研究院 海底步履式多功能作业平台
CN102079298A (zh) * 2010-12-28 2011-06-01 三一重工股份有限公司 一种移动式工程机械及其支腿的控制系统
CN103760915A (zh) * 2013-10-10 2014-04-30 国家电网公司 悬挂设备调平方法
US20140161528A1 (en) * 2010-03-26 2014-06-12 Guntert & Zimmerman Const. Div., Inc. Adjustable bolster swing legs for mounting and aligning and reorienting crawlers for slipform paving machines
CN204038998U (zh) * 2014-08-07 2014-12-24 徐州重型机械有限公司 一种工程车辆及其转台调平装置
CN105138021A (zh) * 2015-09-16 2015-12-09 武汉滨湖电子有限责任公司 一种利用辅助支撑腿锁定调平精度的装置及调平方法
CN205721391U (zh) * 2016-06-08 2016-11-23 成都师范学院 一种车载平台高精度自动调平控制系统
CN107352250A (zh) * 2017-07-05 2017-11-17 宁夏天地奔牛实业集团有限公司 自调平式皮带自移机尾及皮带自移机尾自调平方法
CN207345949U (zh) * 2017-08-14 2018-05-11 中交第二航务工程局有限公司 一种海上履带式行走作业平台

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201343138Y (zh) * 2009-02-17 2009-11-11 长沙矿山研究院 海底步履式多功能作业平台
US20140161528A1 (en) * 2010-03-26 2014-06-12 Guntert & Zimmerman Const. Div., Inc. Adjustable bolster swing legs for mounting and aligning and reorienting crawlers for slipform paving machines
CN102079298A (zh) * 2010-12-28 2011-06-01 三一重工股份有限公司 一种移动式工程机械及其支腿的控制系统
CN103760915A (zh) * 2013-10-10 2014-04-30 国家电网公司 悬挂设备调平方法
CN204038998U (zh) * 2014-08-07 2014-12-24 徐州重型机械有限公司 一种工程车辆及其转台调平装置
CN105138021A (zh) * 2015-09-16 2015-12-09 武汉滨湖电子有限责任公司 一种利用辅助支撑腿锁定调平精度的装置及调平方法
CN205721391U (zh) * 2016-06-08 2016-11-23 成都师范学院 一种车载平台高精度自动调平控制系统
CN107352250A (zh) * 2017-07-05 2017-11-17 宁夏天地奔牛实业集团有限公司 自调平式皮带自移机尾及皮带自移机尾自调平方法
CN207345949U (zh) * 2017-08-14 2018-05-11 中交第二航务工程局有限公司 一种海上履带式行走作业平台

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YINGKAI XIA: "Dynamics and control of underwater tension leg platform for diving and leveling", 《OCEAN ENGINEERING》 *
刘伟: "海底钻机自动调平系统研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 *
游雷: "平台液压调平系统设计研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 *
盛英,仇原鹰: "6 腿支撑液压式平台自动调平算法", 《西安电子科技大学学报(自然科学版)》 *
高厚秀: "海底锥探_钻深一体化装备虚拟样机研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109849805A (zh) * 2019-02-27 2019-06-07 中国矿业大学 一种矿用巡检机器人摄像头平衡装置
CN111792588A (zh) * 2020-07-07 2020-10-20 中达通信息科技有限公司 一种机械设备的可调节式操作平台
CN112527024A (zh) * 2020-11-20 2021-03-19 湖北航天技术研究院总体设计所 一种平台调直系统及其调直方法
CN112527024B (zh) * 2020-11-20 2023-09-19 湖北航天技术研究院总体设计所 一种平台调直系统及其调直方法
CN112477823A (zh) * 2020-12-11 2021-03-12 西安电子工程研究所 一种并行调平方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108983803A (zh) 浅海移动式平台的自动调平系统及调平方法
JP2007331901A (ja) エレベーター装置
CN102375157B (zh) 用于收集海洋地球物理数据的方法
CN105507325B (zh) 一种稳桩定位平台
JP2008230771A (ja) エレベーター装置
CN103217160A (zh) 一种船舶动力定位卡尔曼滤波方法
CN104762973B (zh) 一种深水抛石高程控制系统
WO2017133406A1 (zh) 基于船舶姿态测量的工程船作业实时分析系统
CN108120429A (zh) 一种自主水下机器人长期定点剖面测量方法
CN212772503U (zh) 一种沉箱安装双gps测量定位装置
CN106320344A (zh) 块石深水精确抛填施工控制方法
CN107560669A (zh) 海洋内波测量装置
CN104730581A (zh) 定位微地震事件点的方法
US9194969B2 (en) Method and system for adjusting vessel turn time with tension feedback
CN202928573U (zh) Gps无验潮水深测量测杆竖直实时控制装置
CN106123917A (zh) 考虑外杆臂效应的捷联惯导系统罗经对准方法
NO20093007A1 (no) Fartoybevegelser
CN208887893U (zh) 水下生产系统悬垂下放过程仿真实验台
CN107894240A (zh) 一种用于水下无人航行器在极区导航的初始粗对准方法
US9885587B2 (en) Heading sensor for deflector angle of attack estimation
CN112162290B (zh) 一种海工浮式平台声学定位监测方法
JP5046613B2 (ja) エレベーター装置
CN105548599B (zh) 表层海水流速的抗干扰测量装置
CN207764252U (zh) 悬浮式水流流速测量装置
Auestad et al. Heave motion estimation on a craft using a strapdown inertial measurement unit

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20181211

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication