高海况下收放装置动力学及控制策略研究

›› 2013, Vol. 49 ›› Issue (15): 88-95.

高海况下收放装置动力学及控制策略研究

方子帆;向兵飞;肖华攀;何孔德;柳军飞

三峡大学机械与材料学院;三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室;中航工业江西洪都航空工业集团有限责任公司;中船重工集团公司第710研究所

发布日期:2013-08-05

Dynamic and Control Strategy of Launch and Recovery Device in Harsh Sea Conditions

FANG Zifan;XIANG Bingfei;XIAO Huapan;HE Kongde;LIU Junfei

College of Mechanical &Material Engineering, China Three Gorges University Hubei Key Laboratory of Hydroelectric Machinery Design & Maintenance, China Three Gorges University AVIC Jiangxi Hongdu Aviation Industry Group Corporation Ltd. China Shipbuilding Industry Corporation 710 Institute

Published:2013-08-05

摘要/Abstract

摘要： 为了减小水下装置摆动和降低钢丝绳张力波动，以回收卷筒和防摇卷筒为执行机构，提出水下装置单边消摆和钢丝绳张力控制策略。将钢丝绳离散为有限梁单元，利用相对节点位移法建立钢丝绳动力学模型，并引入钢丝绳与卷筒的卷绕接触力模型。以自主开发的收放装置为研究对象，采用虚拟样机技术和控制技术相结合的方法，开展收放装置回收水下装置作业过程的运动学、动力学和控制策略研究。在RecurDyn环境中建立收放装置动力学仿真模型，在RecurDyn/Colink模块中设计单边消摆和张力控制算法，建立收放装置机械与控制联合仿真模型，并进行动力学及联合仿真研究，为提高水下装置回收稳定性和安全性、降低动态载荷、优化整体结构、指导收放装置及水下装置的方案设计等提供了理论依据和数据参考。

关键词: 动力学仿真, 钢丝绳模型, 联合仿真, 消摆控制, 张力控制

Abstract: In order to reduce the swing of underwater device and the tension fluctuation of wire rope, taken the recovery drum and anti-sway drum as actuating mechanism, the control strategy of unilateral anti-sway and rope tension is presented for underwater device. The dynamic model of steel cable is established by discrete beam finite elements and the relative nodal displacements method. The winding contact model between wire rope and drum is also introduced. Taken self-developed launch and recovery device as research object, combined technology of virtual prototype and control, the study of kinematics, kinetic and control strategy is carried out in the process of recovering underwater device. The dynamics simulation model is established in software RecurDyn, and the collaborative simulation model of mechanical system and control is built for launch and recovery device, which the algorithm is designed to control unilateral anti-sway and tension in software RecurDyn library Colink. The kinetic and collaborative simulation is studied, which provides the theoretical basis and data references about improving the stability and safety, reducing dynamic load, optimizing overall structure, guiding conceptual design for launch and recovery and underwater device.

Key words: Dynamic and Control Strategy of Launch and Recovery Device in Harsh Sea Conditions

中图分类号:

TG113 O313

方子帆;向兵飞;肖华攀;何孔德;柳军飞. 高海况下收放装置动力学及控制策略研究[J]. , 2013, 49(15): 88-95.

FANG Zifan;XIANG Bingfei;XIAO Huapan;HE Kongde;LIU Junfei. Dynamic and Control Strategy of Launch and Recovery Device in Harsh Sea Conditions[J]. , 2013, 49(15): 88-95.

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