[发明专利]一种电动的海浪主动补偿登乘系统及其控制方法

说明书

本发明一种电动的海浪主动补偿登乘系统及其控制方法涉及海洋工程技术领域；该系统包括横滚补偿机构、俯仰补偿机构、伸缩补偿机构、位姿检测系统、运动控制系统和电气系统；该方法包括通过基座连接在船体的甲板上；把该系统的末端放置在海上的风机平台上，因为船体受到海浪的影响，所以船体会发生姿态和位置的变化，通过位姿检测系统检测船体变化的位置和姿态变化参数，向运动控制系统提供控制信息反馈；运动控制系统根据位姿检测系统的参数，通过模型解算和运动控制计算，实时控制横滚补偿机构、俯仰补偿机构和伸缩补偿机构对海浪主动进行补偿，本发明实现了对海浪进行主动补偿，进而保障维修人员安全可靠走上海上风机平台。

技术领域

本发明一种电动的海浪主动补偿登乘系统及其控制方法涉及海洋工程技术领域。

背景技术

风力发电是新能源领域中技术最成熟、最具开发条件和最有发展前景的发电方式之一，各国纷纷视其为新能源战略中最重要的组成部分。我国海上风能资源丰富，近海5到25米水深线以内区域可装机容量约2亿千瓦，远海还有更为丰富的风资源。海上风机发展受限于条件之一缺乏专业的安装船舶资源，海上施工成本高、风险大。国家高度关注海上风电发展，陆续出行了一些指导文件和规定，以促进海上风电稳步发展。与陆地风电场建设相比，海上风电场要面对风浪流等多重载荷的考验，环境条件更复杂，技术开发难度更大，面临许多新的挑战。目前，潮间带、潮下带滩涂风电场及近海风电场，这些水深不超过50米的海上风电场，常用的是固定式基础结构形式，风机轮毂高度80m～110m。风机平台经常需要维修和维护，然而海上风浪原因，人员从船上到平台上具有很大的危险性，非常需要海上补偿平台将人员和设备安全从船上运送到风机平台上。

目前海上登乘系统在国内属于空白，我们在海上浮式钻井平台和海上起重设备有相关的海浪主动补偿技术，主要是针对海上载荷起吊过程中，海浪变化对起重设备的引绳速度进行控制，进而实现海浪的补偿，其所控制的自由度过少，通常是单自由度；严重影响海上登乘时登乘人员的安全。

发明内容

针对目前现有技术中存在的不足，本发明提供了一种电动的海浪主动补偿登乘系统及其控制方法，能够实时将船体受海浪影响后的姿态和位移检测出来，通过控制三自由度电动机构实现海浪的主动补偿，进而保障维修人员安全可靠走上海上风机平台。

本发明的目的是这样实现的：

一种电动的海浪主动补偿登乘系统，包括横滚补偿机构、俯仰补偿机构、伸缩补偿机构、位姿检测系统、运动控制系统和电气系统；所诉横滚补偿机构包括第一直流电机、第一丝杠螺母传动机构和第一位移检测传感器；所诉俯仰补偿机构包括第二直流电机、第二丝杠螺母传动机构和第二位移检测传感器；所述伸缩补偿机构包括第三直流电机、第三丝杠螺母传动机构和第三位移检测传感器；所述位姿检测系统包括捷联惯性导航系统、差分GPS和组合解算系统；伸缩补偿机构放置在俯仰补偿机构上，位姿检测系统为运动控制系统提供船体的位置和姿态变化参数，运动控制系统分别控制横滚补偿机构、俯仰补偿机构和伸缩补偿机构，电气系统为运动控制系统提供电力。

所述一种电动的海浪主动补偿登乘系统，所述的

横滚补偿机构：用于补偿船体受海浪影响时产生的横滚方向的角度偏差；

俯仰补偿机构：用于补偿船体受海浪影响时产生的俯仰方向的角度偏差；

伸缩补偿机构：用于补偿船体受海浪影响时产生的前进方向的位移偏差；

位姿检测系统：用于检测船体的位置和姿态变化参数，为运动控制系统提供控制信息反馈；

运动控制系统：用于根据位姿检测系统的参数，通过模型解算和运动控制计算，为混联机构提供实时控制量，平稳安全控制执行机构；

电气系统：用于为整体系统提供稳定能源电力、人机信息对接和系统参数实时监控。