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海洋工程升沉補償裝備是指采用主動、被動或者混合方式對負載與支持平臺間牽連運動進行解耦的一系列技術(shù)裝備，其應用背景主要涉及海上物資補給轉(zhuǎn)運、海洋油氣開發(fā)、海底礦產(chǎn)勘探開采以及載人潛器布放回收等領域。在實際工程應用中，海洋結(jié)構(gòu)物不可避免地受到海流、潮汐、風浪等外部環(huán)境的影響，從而產(chǎn)生復雜的六自由度運動。其中升沉運動的影響最為顯著，極易造成起重機、A型架等設備的過載損壞、絞車鋼纜的疲勞斷裂以及轉(zhuǎn)運物資的瞬間沖擊與二次懸空等工程事故，造成巨大的經(jīng)濟損失和安全隱患。依托于中山大學海洋工程與技術(shù)學院申獲的國家重點研發(fā)計劃項目“極區(qū)船用重載折臂吊機研制”以及企業(yè)委托項目“海油工程-深技服-深水升沉補償裝置研制及應用詳細設計”，中山大學同中國海洋石油集團有限公司、廣州船舶及海洋工程設計研究院、中船華南船舶機械有限公司建立了長期合作伙伴關系。項目旨在提升我國極區(qū)重載作業(yè)能力，針對重載折臂吊機的安全控制、升沉補償和制造技術(shù)開展了研究。目前，中山大學已研制出一套基于二次調(diào)節(jié)液壓驅(qū)動的主動升沉補償極區(qū)船用重載折臂吊機，利用德國Bosch Rexroth公司開發(fā)的二次調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)結(jié)合PID、PI-PID、LMPC、NMPC以及NMPC-PID等系列控制算法，實現(xiàn)了節(jié)能且高精度的主動升沉補償功能，填補了極區(qū)船用重載折臂吊機的空白。國外同類吊機包括：Heila Polar Cranes（意大利）、MacGregor Polar Crane（瑞典）、Burrard Iron Works Polar Crane（加拿大）、Kongsberg Maritime Polar Crane（挪威）以及Tsuji Heavy Industries Polar Crane（日本）等，然而其中大部分吊機并不具備升沉補償功能。此外，中山大學還設計并研發(fā)了一款串入式主被動升沉補償裝置，通過電液比例閥系統(tǒng)實現(xiàn)不同容積、壓力的蓄能器間的連通，以完成懸空吊放、穿越浪濺區(qū)和水下布放回收等過程中的升沉補償功能的快速切換。該裝置使得普通作業(yè)吊機具備升沉補償功能，有效降低了工程應用成本，實現(xiàn)了國內(nèi)該類產(chǎn)品首創(chuàng)。國外同類產(chǎn)品包括挪威Cranemaster公司生產(chǎn)的被動型自適應升沉補償系統(tǒng)CM3-400T-4200-A與英國Safelink公司生產(chǎn)的被動型升沉補償系統(tǒng)PHCX-450-4500-001。 【展開】 【收起】