六自由度海浪補償平臺控制系統(tǒng)的制作方法

本實用新型涉及補償控制技術領域，尤其涉及一種六自由度海浪補償平臺控制系統(tǒng)。

背景技術：

風力發(fā)電作為可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，一直備受關注。目前，潮間帶、潮下帶灘涂風場及近海風電場的樁基礎通常采用固定式結構。由于海上風浪較大，船舶無法平穩(wěn)地?？孔鳂I(yè)平臺，作業(yè)人員從船舶登上風機平臺具有很大的風險，因此，需要一種海浪補償平臺將作業(yè)人員和設備從船舶安全運送至風機平臺上。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術問題是：提供一種六自由度海浪補償平臺控制系統(tǒng)。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為：一種六自由度海浪補償平臺控制系統(tǒng)，包括測量系統(tǒng)、采集系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和驅動系統(tǒng)，所述采集系統(tǒng)與所述測量系統(tǒng)電性連接，所述控制系統(tǒng)分別與所述采集系統(tǒng)和驅動系統(tǒng)電性連接；所述測量系統(tǒng)包括位移測量模塊和加速度測量模塊。

進一步的，還包括監(jiān)測系統(tǒng)，所述監(jiān)測系統(tǒng)與所述驅動系統(tǒng)電性連接，所述監(jiān)測系統(tǒng)設有報警器。

進一步的，所述位移測量模塊設有位移傳感器，所述位移傳感器為超精密級導電塑料位移傳感器。

進一步的，所述加速度測量模塊設有加速度傳感器，所述加速度傳感器設有內裝IC壓電加速度傳感器和動圈往復式超低頻測振儀。

進一步的，所述驅動系統(tǒng)包括控制器、驅動器、伺服閥和伺服油缸，所述控制器與所述驅動器電性連接，所述伺服閥分別與所述驅動器和伺服油缸電性連接。

進一步的，還包括一數(shù)據采集卡，所述數(shù)據采集卡包括A/D輸入端口和D/A輸出端口，所述A/D輸入端口分別與所述采集系統(tǒng)和控制系統(tǒng)電性連接，所述D/A輸出端口分別與所述控制系統(tǒng)和驅動系統(tǒng)電性連接。

進一步的，所述驅動系統(tǒng)包括六臺伺服油缸，所述六臺伺服油缸所在的伺服回路相互獨立。

本實用新型的有益效果在于：通過測量系統(tǒng)和采集系統(tǒng)測量、采集船舶的位移信息和加速度信息，控制系統(tǒng)根據船舶的運動信息輸出相應的控制信號，驅動系統(tǒng)對海浪補償平臺進行補償，以保證海浪補償平臺和風機平臺之間的相對穩(wěn)定，保證作業(yè)人員和設備的安全。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的系統(tǒng)框圖；

圖2為本實用新型實施例的驅動系統(tǒng)示意圖；

標號說明：

1、測量系統(tǒng)；2、采集系統(tǒng)；3、控制系統(tǒng)；4、驅動系統(tǒng)；5、監(jiān)測系統(tǒng)。

具體實施方式

為詳細說明本實用新型的技術內容、所實現(xiàn)目的及效果，以下結合實施方式并配合附圖予以說明。

本實用新型最關鍵的構思在于:控制系統(tǒng)根據船舶的運動情況輸出相應的控制信號，并通過驅動系統(tǒng)對海浪補償平臺進行補償，可保證船舶和海浪補償平臺之間的相對穩(wěn)定。

請參照圖1以及圖2，一種六自由度海浪補償平臺控制系統(tǒng)，包括測量系統(tǒng)、采集系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和驅動系統(tǒng)，所述采集系統(tǒng)與所述測量系統(tǒng)電性連接，所述控制系統(tǒng)分別與所述采集系統(tǒng)和驅動系統(tǒng)電性連接；所述測量系統(tǒng)包括位移測量模塊和加速度測量模塊。

從上述描述可知，本實用新型的有益效果在于：通過測量系統(tǒng)和采集系統(tǒng)測量、采集船舶的位移信息和加速度信息，控制系統(tǒng)根據船舶的運動信息輸出相應的控制信號，驅動系統(tǒng)對海浪補償平臺進行補償，以海浪補償平臺和風機平臺之間的相對穩(wěn)定，保證作業(yè)人員和設備的安全。

進一步的，還包括監(jiān)測系統(tǒng)，所述監(jiān)測系統(tǒng)與所述驅動系統(tǒng)電性連接，所述監(jiān)測系統(tǒng)設有報警器。

由上述描述可知，當驅動系統(tǒng)運行異常時，監(jiān)測系統(tǒng)可進行報警。

進一步的，所述位移測量模塊設有位移傳感器，所述位移傳感器為超精密級導電塑料位移傳感器。

由上述描述可知，超精密級導電塑料位移傳感器可以提高檢測精度，提高數(shù)據可靠性。

進一步的，所述加速度測量模塊設有加速度傳感器，所述加速度傳感器內裝設有IC壓電加速度傳感器和動圈往復式超低頻測振儀。

由上述描述可知，在加速度測量模塊內設測振儀可以估算出振動污染，提高檢測精度。

進一步的，所述驅動系統(tǒng)包括控制器、驅動器、伺服閥和伺服油缸，所述控制器與所述驅動器電性連接，所述伺服閥分別與所述驅動器和伺服油缸電性連接。

進一步的，還包括一數(shù)據采集卡，所述數(shù)據采集卡包括A/D輸入端口和D/A輸出端口，所述A/D輸入端口分別與所述采集系統(tǒng)和控制系統(tǒng)電性連接，所述D/A輸出端口分別與所述控制系統(tǒng)和驅動系統(tǒng)電性連接。

進一步的，所述驅動系統(tǒng)包括六臺伺服油缸，所述六臺伺服油缸所在的伺服回路相互獨立。

由上述描述可知，六條伺服回路分別控制海浪補償平臺在六個方向上的自由運動，實現(xiàn)六個方向的同步與協(xié)調運動，響應快。

實施例

請參照圖1及圖2，本實用新型的實施例一為：如圖1所示，一種六自由度海浪補償平臺控制系統(tǒng)，包括測量系統(tǒng)1、采集系統(tǒng)2、控制系統(tǒng)3、驅動系統(tǒng)4和監(jiān)控系統(tǒng)5，所述采集系統(tǒng)2與所述測量系統(tǒng)1電性連接，所述控制系統(tǒng)3分別與所述采集系統(tǒng)2和驅動系統(tǒng)4電性連接，所述監(jiān)測系統(tǒng)5與所述驅動系統(tǒng)4電性連接。

所述測量系統(tǒng)1為捷聯(lián)式慣性測量系統(tǒng)，包括位移測量模塊和加速度測量模塊，分別用于測量船舶在六自由度方向上的位移信息和加速度信息，統(tǒng)稱為船舶運動信息，包括縱搖、橫搖、艏搖和垂直升沉等六自由度方向上的位移信息和加速度信息，同時，還對海浪補償平臺的運動信息進行測量。所述位移測量模塊設有位移傳感器，所述位移傳感器為超精密級導電塑料位移傳感器。所述加速度測量模塊設有加速度傳感器，所述加速度傳感器設有內裝IC壓電加速度傳感器和動圈往復式超低頻測振儀。測量系統(tǒng)1通過多傳感器余度配置進行船舶運動姿態(tài)的測量，當其中某個傳感器出現(xiàn)故障時，不會影響整個測量系統(tǒng)1的正常工作。另外，在驅動系統(tǒng)4的伺服油缸上也設有位移傳感器，用于測量伺服油缸的位移信號。

所述數(shù)據采集系統(tǒng)2用于采集測量系統(tǒng)1測得的船舶運動信息和海浪補償平臺的運動信息，并發(fā)送至控制系統(tǒng)3。本實施例中，采集數(shù)據的頻率較高，以保證實時性，并且采用低噪聲信號采集技術，以保證其準確性，從而保證對海浪補償平臺控制的可靠性。所述控制系統(tǒng)3接收到相關的運動信息之后，進行相應的運算和處理，得到海浪補償平臺的運動控制參數(shù)，然后將所述運動控制參數(shù)輸出，即輸出控制信號到驅動系統(tǒng)4。

所述控制系統(tǒng)3用于根據所述運動信息進行數(shù)據處理，輸出控制信號?？刂葡到y(tǒng)3的計算機將船舶運動參數(shù)和海浪補償平臺的伺服油缸的運動參數(shù)進行比較和解算，得到海浪補償平臺的運動控制參數(shù)。

如圖2所示，所述驅動系統(tǒng)4為液壓驅動系統(tǒng)，包括控制器、驅動器、伺服閥和伺服油缸，所述控制器與所述驅動器電性連接，所述伺服閥分別與所述驅動器和伺服油缸電性連接。當控制器接收到控制信號后，將控制信號轉換為驅動信號，然后驅動器驅動伺服閥，推動伺服油缸運動，實現(xiàn)平臺的海浪補償。本實施例中，采用六臺伺服油缸構成六條伺服回路，六條伺服回路之間相互獨立并同步協(xié)調，以分別控制海浪補償平臺在六自由度方向上的補償運動。

所述監(jiān)測系統(tǒng)5用于監(jiān)測海浪補償平臺的運行狀態(tài)和發(fā)出報警信息。通過監(jiān)測系統(tǒng)5可知曉海浪補償平臺的運行狀態(tài)是否異常，若出現(xiàn)異常則發(fā)出報警信息，提醒相關工作人員，相關工作人員可根據情況手動向控制系統(tǒng)3輸入控制指令。

本實施例中，還可以應用一數(shù)據采集卡，所述數(shù)據采集卡包括A/D端口和D/A端口，所述A/D輸入端口分別與所述采集系統(tǒng)2和控制系統(tǒng)3電性連接，所述D/A輸出端口分別與所述控制系統(tǒng)3和驅動系統(tǒng)4電性連接。所述A/D輸入端口用于將采集系統(tǒng)2采集的運動信息傳輸至控制系統(tǒng)3，所述D/A輸出端口用于將控制系統(tǒng)3的控制信號輸出到驅動系統(tǒng)4。

綜上所述，本實用新型提供的一種六自由度海浪補償平臺控制系統(tǒng)，包括測量系統(tǒng)、采集系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和驅動系統(tǒng)，所述采集系統(tǒng)與所述測量系統(tǒng)電性連接，所述控制系統(tǒng)分別與所述采集系統(tǒng)和驅動系統(tǒng)電性連接；所述測量系統(tǒng)包括位移測量模塊和加速度測量模塊。通過測量系統(tǒng)和采集系統(tǒng)測量、采集船舶的位移信息和加速度信息，控制系統(tǒng)根據船舶的運動信息輸出相應的控制信號，驅動系統(tǒng)對海浪補償平臺進行補償，以保證海浪補償平臺和風機平臺之間的相對穩(wěn)定，保證作業(yè)人員和設備的安全；對船舶運動數(shù)據進行高頻率采集，以保證實時性，并且采用低噪聲信號采集技術，以保證其準確性，從而保證對海浪補償平臺控制的可靠性。

以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等同變換，或直接或間接運用在相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。